Hybrid quantum-classical systems: statistics, entropy, microcanonical ensemble and its connection to the canonical ensemble

Cet article présente un cadre mathématique détaillé pour décrire les ensembles statistiques des systèmes hybrides classique-quantique, démontrant comment le principe d'entropie maximale permet de définir un ensemble microcanonique bien comporté pour un continuum d'énergies et d'établir son lien avec l'ensemble canonique.

J. L. Alonso, C. Bouthelier-Madre, A. Castro, J. Clemente-Gallardo, J. A. Jover-GaltierThu, 12 Ma🔬 cond-mat

Ultraslow optical centrifuge with arbitrarily low rotational acceleration

Les auteurs présentent la conception et la caractérisation d'un centrifugeur optique ultraslow capable de faire tourner le vecteur de polarisation d'un champ laser avec une accélération angulaire arbitrairement faible, permettant ainsi un contrôle précis de la rotation moléculaire, comme démontré avec des molécules de CS₂.

Kevin Wang, Ian MacPhail-Bartley, Cameron E. Peters, Valery MilnerThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Efficient Application of Tensor Network Operators to Tensor Network States

Cet article présente un nouvel algorithme basé sur la décomposition de Cholesky pour appliquer efficacement des opérateurs de réseaux de tenseurs arborescents à des états de réseaux de tenseurs, surpassant la plupart des méthodes existantes en vitesse de calcul tout en maintenant une précision comparable et en démontrant l'avantage des structures arborescentes complexes pour la simulation de circuits quantiques.

Richard M. Milbradt, Shuo Sun, Christian B. Mendl, Johnnie Gray, Garnet K. -L. ChanThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Light-Matter Interactions Beyond the Dipole Approximation in Extended Systems Without Multipole Expansion

Cet article présente un cadre théorique général basé sur les fonctions de Wannier et l'Hamiltonien de Power-Zienau-Woolley pour modéliser les interactions lumière-matière au-delà de l'approximation dipolaire dans les systèmes étendus, permettant des simulations précises et efficaces sans expansion multipolaire, même pour des champs spatialement structurés.

Rishabh Dora, Roman Korol, Vishal Tiwari, Rahul Chourasiya, Ignacio FrancoThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Generalized Einstein Relations between Absorption and Emission Spectra in the Electric-Dipole Approximation

Ce papier établit de nouvelles relations d'Einstein généralisées entre les spectres d'absorption et d'émission dans l'approximation dipolaire électrique, en dérivant des expressions quantiques rigoureuses pour les spectres de coefficients d'Einstein et de force dipolaire dans des milieux dispersifs, ce qui permet de relier ces grandeurs aux probabilités de transition conditionnelles et de définir le décalage de Stokes à l'équilibre.

Jisu Ryu, David M. JonasThu, 12 Ma🔬 physics

Towards Quantitative Reaction Dynamics of O3

Cette étude caractérise la dynamique de réaction de l'ozone sur une surface d'énergie potentielle de haute précision, révélant que bien que les taux de réaction absolus sous-estiment les mesures expérimentales en raison de l'omission des effets quantiques, la surface reproduit correctement la dépendance en température et les rapports isotopiques observés.

Raidel Martin-Barrios, Abhirami Vijayakumar, Jingchun Wang, Markus MeuwlyThu, 12 Ma🔬 physics

Quantum-logic spectroscopy of forbidden vibrational transitions in single nitrogen molecular ions

Les auteurs rapportent la première observation et manipulation cohérente de transitions vibrationnelles-rotationnelles interdites dans un ion moléculaire d'azote unique (N2+N_2^+) en utilisant la spectroscopie à logique quantique, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles applications en métrologie de précision et en informatique quantique.

Aleksandr Shlykov, Meissa L. Diouf, Richard Karl, Mikolaj Roguski, Umesh C. Joshi, Stefan WillitschThu, 12 Ma🔬 physics.atom-ph

Variational Adaptive Gaussian Decomposition: Scalable Quadrature-Free Time-Sliced Thawed Gaussian Dynamics

Cet article présente la décomposition gaussienne adaptative variationnelle (VAGD), une méthode quadrature libre utilisant des réseaux de neurones pour optimiser la décomposition d'une fonction d'onde en paquets gaussiens, offrant ainsi une approche évolutive pour améliorer les simulations de dynamique quantique par la méthode de l'approximation gaussienne dégelée (TGA) via le découpage temporel.

Rahul Sharma, Amartya BoseThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Nuclear Quantum Effects in Multi-Step Condensed Matter Chemistry: A Path Integral Molecular Dynamics Study of Thermal Decomposition

Cette étude démontre que les effets quantiques nucléaires, correctement capturés par la dynamique moléculaire d'intégrale de chemin (PIMD) mais surestimés par le bain thermique quantique (QTB), accélèrent la décomposition thermique du cristal TATB en réduisant son énergie d'activation d'environ 8 % par rapport aux simulations classiques.

Jalen Macatangay, Alejandro StrachanThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Bayesian Optimization with Gaussian Processes to Accelerate Stationary Point Searches

Cet article présente un cadre unifié d'optimisation bayésienne utilisant des processus gaussiens pour accélérer la recherche de points stationnaires sur les surfaces d'énergie potentielle, en intégrant des extensions innovantes et un code pédagogique en Rust pour améliorer l'efficacité et la précision des calculs.

Rohit Goswami (Institute IMX and Lab-COSMO, École polytechnique fédérale de Lausanne)Thu, 12 Ma📊 stat

FragFM: Hierarchical Framework for Efficient Molecule Generation via Fragment-Level Discrete Flow Matching

Ce papier présente FragFM, un cadre hiérarchique innovant basé sur l'appariement de flux discret au niveau des fragments pour générer efficacement des graphes moléculaires avec un meilleur contrôle des propriétés, tout en introduisant le benchmark NPGen pour évaluer la génération de produits naturels.

Joongwon Lee, Seonghwan Kim, Seokhyun Moon, Hyunwoo Kim, Woo Youn KimMon, 09 Ma🤖 cs.AI

Learning Long-Range Representations with Equivariant Messages

Ce papier présente LOREM, une architecture de réseau de neurones à messages équivariants conçue pour capturer efficacement les interactions à longue portée dans les potentiels interatomiques, surpassant les méthodes existantes par sa robustesse et ses performances sans nécessiter d'ajustement spécifique des hyperparamètres.

Egor Rumiantsev, Marcel F. Langer, Tulga-Erdene Sodjargal, Michele Ceriotti, Philip LocheMon, 09 Ma🔬 physics

Learning the action for long-time-step simulations of molecular dynamics

Cet article propose une méthode d'apprentissage automatique qui, en découvrant des cartes structurelles préservant la symplecticité et la réversibilité temporelle équivalentes à l'action mécanique, permet d'effectuer des simulations de dynamique moléculaire avec des pas de temps longs tout en éliminant les artefacts énergétiques et en assurant une bonne conservation des propriétés physiques.

Filippo Bigi, Johannes Spies, Michele CeriottiMon, 09 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci