Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2412.03763

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2412.03763 (quant-ph)
[提交于 2024年12月4日 ]

标题: 量子电路和波包动力学的映射算法:质子化水簇和氢氧化物水簇中非简谐氢键的案例研究

标题: Quantum circuit and mapping algorithms for wavepacket dynamics: case study of anharmonic hydrogen bonds in protonated and hydroxide water clusters

Authors:Debadrita Saha, Philip Richerme, Srinivasan S. Iyengar
摘要: 精确计算波包核动力学被认为是一个经典上难以解决的问题,特别是随着维度的增加。 在这里,我们提出了两种算法,与我们开发的其他方法结合使用,将作为在任意维度上进行量子核动力学的基础。 对于其中一种算法,我们给出了描述波包时间演化的玻恩-奥本海默哈密顿量与描述离子阱量子计算机中量子比特状态动力学的自旋晶格哈密顿量之间的直接映射关系。 这种映射对三个量子比特来说是精确的,并且当其实现时,自旋态的动力学模拟了核波包的动力学。 然而,随着量子比特数量的增加,这种映射变得近似。 在第二种算法中,我们使用一种称为量子香农分解的方法,提出了一种针对此类问题的一般量子电路分解形式。 该算法更稳健,并且对于任意数量的量子比特都是精确的,代价是电路复杂度增加。 所得电路在IBM的量子仿真器(QASM)上实现了3到7个量子比特。 在这两种情况下,波包动力学与经典结果一致,从波包密度时间演化获得的相应振动频率,在几分之一波数范围内一致。
摘要: The accurate computational study of wavepacket nuclear dynamics is considered to be a classically intractable problem, particularly with increasing dimensions. Here we present two algorithms that, in conjunction with other methods developed by us, will form the basis for performing quantum nuclear dynamics in arbitrary dimensions. For one algorithm, we present a direct map between the Born-Oppenheimer Hamiltonian describing the wavepacket time-evolution and the control parameters of a spin-lattice Hamiltonian that describes the dynamics of qubit states in an ion-trap quantum computer. This map is exact for three qubits, and when implemented, the dynamics of the spin states emulate those of the nuclear wavepacket. However, this map becomes approximate as the number of qubits grow. In a second algorithm we present a general quantum circuit decomposition formalism for such problems using a method called the Quantum Shannon Decomposition. This algorithm is more robust and is exact for any number of qubits, at the cost of increased circuit complexity. The resultant circuit is implemented on IBM's quantum simulator (QASM) for 3-7 qubits. In both cases the wavepacket dynamics is found to be in good agreement with the classical result and the corresponding vibrational frequencies obtained from the wavepacket density time-evolution, are in agreement to within a few tenths of a wavenumbers.
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 数值分析 (math.NA); 化学物理 (physics.chem-ph); 计算物理 (physics.comp-ph)
引用方式: arXiv:2412.03763 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2412.03763v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2412.03763
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Srinivasan Iyengar [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2024 年 12 月 4 日 23:01:24 UTC (4,569 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
physics.chem-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-12
切换浏览方式为:
cs
cs.NA
math
math.NA
physics
physics.comp-ph
quant-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号