曲轴锆同位素的量子模拟:采用结构化数守恒拟设的固定核子数方法

该研究团队提出了一种在固定形变网格上模拟尼尔森对哈密顿量中转动效应的量子计算方法。通过约旦-维格纳变换将多体卢瑟恩量映射到量子比特,并在截断活性空间(M)内采用变分量子本征求解器(VQE)进行最小化处理。研究采用了一种结构化的粒子数守恒单双激发拟设:双激发直接实现粒子对转移,单激发则被限制在活性尼尔森基的非零科里奥利耦合图中。对于M=8窗口,该方案在严格保持粒子数守恒前提下设置了42个变分参数。由于精确的粒子数守恒导致⟨Pₖ⟩=0,传统从Δκ∝G|∑⟨Pₖ⟩|提取的破缺对称性对能隙在当前变分流形中恒为零。 为此,研究人员引入了固定粒子数N的对相干诊断量Δcoh=G√∑|⟨Pₖ⁺Pₗ⟩|,全文将其作为非对角对相干的标量代理量(而非BCS能隙或序参量)。在当前尼尔森模型中,研究分析了80,82,84Zr三个偶偶同位素。结果显示:80Zr在扫描转动区间(δ*≈-0.25)呈现稳定的扁椭球极小值;82Zr表现出最强的形变极小值转动演化与排列效应;84Zr则保持稳健的长椭球极小值及最强的中子对相干。这些趋势仅作为当前截断关联模型的结果呈现,而非收敛的光谱预测。作为定性参考,同一网格上的经典转动BCS计算仅作为平均场基线。代表性M=6与M=8灵敏度测试显示定性趋势稳定但存在可见定量偏移,故未做出活性空间收敛性断言。结果表明:结构化固定N拟设在可控模型空间内捕捉到了与同位素相关的趋势一致性,同时通过Δcoh为分析对关联提供了实用框架。

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提交arXiv: 2026-04-01 12:54

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