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

この論文は、統計的アンサンブルの枠組みをハイブリッド量子古典系に拡張し、最大エントロピー原理に基づいてエネルギー範囲が任意に狭い場合でも定義可能なマイクロカノニカルアンサンブルを導出し、それがカノニカルアンサンブルとどのように関連するかを理論的に示すとともに、玩具モデルを用いてその性質を検証するものである。

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

Efficient Application of Tensor Network Operators to Tensor Network States

本論文は、密度行列法とコレスキー分解に着想を得た新たな「コレスキーベース圧縮(CBC)」アルゴリズムを提案し、樹状テンソルネットワーク状態に対する演算子適用の効率化を実現するとともに、ランダムなベンチマークおよび量子回路シミュレーションにおいて既存手法を大幅に上回る性能と安定性を示すことを報告しています。

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

Potential Energy Curves of Hydrogenic Halides HX(F,Cl,Br) and i-DMFT Method

本論文は、Di Liu ら(2025 年)が i-DMFT 法を用いて計算した水素化ハロゲン化物(HX: F, Cl, Br)のポテンシャルエネルギー曲線が、平衡点付近でボーン・オッペンハイマー近似の定量的結果を再現できず、長距離のファンデルワールス領域では多極展開と矛盾する定性的誤りを示していることを明らかにしています。

H Olivares Pilon, A V TurbinerThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Instantons In A Symmetric Quartic Potential: Multi-Flavor Instanton Species and D4D_4 Symmetry Melting

この論文は、虚時間経路積分を用いて対称な4重井戸ポテンシャルにおける多様なインスタントン経路を解析し、ディラック・ガス近似の一般化を通じて基底状態のエネルギー分裂を導出するとともに、離散的なD4D_4対称性が連続的なO(2)O(2)回転対称性へと「融解」する臨界結合領域を特定したものである。

Pervez Hoodbhoy, M. Haashir Ismail, M. MufassirThu, 12 Ma🌀 nlin

Localized intrinsic bond orbitals decode correlated charge migration dynamics

この論文では、時間依存密度行列繰り込み群法を用いた大規模シミュレーションを通じて局在化固有結合軌道(IBO)を拡張し、複雑な相関電子の電荷移動ダイナミクスを化学的な概念(曲線矢印や軌道間相互作用など)に還元して解明し、効率的な電荷移動を示す分子の設計や将来の実験指針を提供する新たな手法を提案している。

Imam S. Wahyutama, Madhumita Rano, Henrik R. LarssonThu, 12 Ma🔬 physics

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

この論文は、第一原理計算から得られる最大局在化ワニエ関数に基づく Power-Zienau-Woolley ハミルトニアンの枠組みを用いることで、有限次数の多重極展開に依存せず、空間的に構造化された光場に対する拡張系における光 - 物質相互作用を、従来の双極子近似の計算コストで正確に記述できる一般理論を提案し、その適用条件と双極子近似の限界を明らかにしたものである。

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

Geo-ADAPT-VQE: Quantum Information Metric-Aware Circuit Optimization for Quantum Chemistry

この論文は、量子状態空間の幾何学構造を自然勾配を用いて考慮し、既存の ADAPT-VQE よりも収束性と安定性を向上させ、より短い回路で大幅なエネルギー誤差の低減を実現する新しい適応型 VQE アルゴリズム「Geo-ADAPT-VQE」を提案し、数値シミュレーションでその有効性を示したものである。

Mohammad Aamir Sohail, Toshiaki Koike-AkinoThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

A mapping-based projection of detailed kinetics uncertainty onto reduced manifolds

本論文は、詳細な化学反応速度パラメータの不確実性を低次元多様体上の量へ効率的に投影する二段階フレームワークを開発し、複雑な燃焼シミュレーションにおいて混合や滞留時間などの物理的要因に起因する化学的不確実性の空間分布を定量化する手法を提案しています。

Vansh Sharma, Shuzhi Zhang, Rahul Jain, Venkat RamanThu, 12 Ma🔬 physics

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

この論文は、電気分極近似と量子化電場を用いて、分散媒中での吸収・放出スペクトル間の一般化されたアインシュタイン関係を導き出し、双極子強度スペクトルと化学ポテンシャル変化および共通の線形関数に基づく新しい関係式を確立したことを述べています。

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

Towards Quantitative Reaction Dynamics of O3

本研究は、高レベルのポテンシャルエネルギー面上で O(3P) + O2(3Sigma_g-) 反応の動的挙動を再現核法により解析し、同位体交換反応における負の温度依存性やカスプ構造を再現実験と整合させつつ、量子効果(特にゼロ点エネルギー)の欠如が実験値との定量的な乖離の主要因であることを示した。

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

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

この論文は、量子論理分光法を用いて単一の窒素分子イオン(N2+_2^+)の電気双極子遷移禁制の振動回転遷移の探索・観測・コヒーレント操作に世界で初めて成功し、高精度分子分光や分子量子ビット、新物理探索への新たな道を開いたことを報告するものです。

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

本論文は、時間発展する波動関数との重なりを最大化する最適化問題としてガウス波束の分解を定式化し、オートエンコーダ・デコーダ型ニューラルネットワークを用いて適応的にパラメータを再最適化する「変分適応ガウス分解(VAGD)」法を提案し、これによりスケーラブルかつ系統的に量子力学の完全な結果へ到達可能な時間分割半古典量子力学を実現するものである。

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

この論文は、経路積分分子動力学(PIMD)を用いた研究により、TATB 結晶の熱分解において核量子効果が活性化エネルギーを約 8% 低下させ分解を加速することを示し、一方、量子熱浴(QTB)法は反応の加速と活性化エネルギーの低下を過大評価することを明らかにしました。

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

Bayesian Optimization with Gaussian Processes to Accelerate Stationary Point Searches

この論文は、ガウス過程回帰と能動学習を用いた統一的なベイズ最適化ループを提案し、ポテンシャルエネルギー面上の極小点・単一鞍点・両端鞍点探索を加速するとともに、高次元システムへのスケーラビリティ向上と実用的な Rust 実装を示すものである。

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

本論文は、断片レベルの離散フローマッチングと階層的なオートエンコーダを組み合わせて大規模な化学空間を効率的に探索する分子生成フレームワーク「FragFM」を提案し、天然物生成ベンチマーク「NPGen」を含む多様な評価を通じて、原子レベルの手法よりも優れた物性制御能力と拡張性を示しています。

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

Learning Long-Range Representations with Equivariant Messages

この論文は、長距離相互作用における高次幾何学情報の伝達を可能にする等変な電荷を用いた新しいグラフニューラルネットワーク「LOREM」を提案し、超長距離効果を捉える能力とハイパーパラメータ調整なしの安定した性能を既存手法よりも優れていることを示しています。

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

この論文は、機械学習を用いて系の力学的な作用(action)を学習し、対称性と時間可逆性を保つ構造保存マップを構築することで、分子動力学シミュレーションの長時間ステップ化におけるエネルギー保存や等分配則の破れといった問題を解決し、異なる熱力学的条件や化学組成へも転用可能な高精度な積分手法を提案するものである。

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