Variational approximations to exact solutions in shell-model valence spaces: systematic calculations in the $sd$-shell
我们研究了基于自洽平均场和超越平均场方法的变分方法的能力，以再现精确的能量和电磁性质的定义内的$sd$壳层价空间使用非平凡USD哈密顿核。特别是，Hartree-Fock-Bogoliubov（HFB），粒子数投影后的变化（VAPNP）和投影生成坐标方法（PGCM）进行了比较，精确的解决方案{获得}的完全对角化的哈密顿量。我们分析了质子-中子混合以及四极自由度和对自由度（包括等差线和等矢量通道）在描述整个$pn$壳层的偶-偶、偶-奇和奇-奇核谱中所起的作用。
2021-06-16 nucl-th
Variational approximations to exact solutions in shell-model valence spaces: calcium isotopes in the pf-shell
本文研究了壳模型价空间中自洽平均场近似和超越平均场近似的性质。特别地，应用Hartree-Fock-Bogolyubov方法、投影后粒子数变分方法和投影生成坐标方法，计算了pf壳层中钙的奇偶和奇偶同位素的基态和激发能.已使用标准（且非平凡）KB 3G核有效相互作用。与精确解的比较-所提供的完全对角化的哈密顿量-显示出一个突出的协议时，粒子数和角动量的expanations进行和四极和中子-中子配对的自由度明确探索集体坐标。
2019-07-11 nucl-th
Comparison between Variational Monte Carlo and Shell Model Calculations of Neutrinoless Double Beta Decay Matrix Elements in Light Nuclei
进行多体方法之间的基准比较，以评估准确计算无中微子双β衰变矩阵元所需的成分。对$A=10$和$12$核进行了壳模型和变分蒙特卡罗（VMC）计算.不同的变分波函数被用来评估{\it ab initio}计算中的不确定性，发现VMC双β衰变矩阵元素之间的差异相当小。对于壳模型计算，模型空间截断，径向波函数的选择，和短程相关的作用进行了研究，发现都是重要的。基于VMC和壳层模型方法的详细比较，我们得出结论：准确描述无中微子双β衰变矩阵元需要适当处理长程和短程关联。
2019-06-16 nucl-th
Variational procedure for nuclear shell-model calculations and energy-variance extrapolation
本文讨论了核壳模型计算的变分计算，提出了一种新的能量方差外推法（EVE）的计算方法，该方法利用由变分计算得到的近似波函数序列。波函数被描述为线性组合的宇称，角动量投影斯莱特行列式，其能量被最小化的共轭梯度法遵守变分原理。EVE通常使用波函数工作良好，但我们发现一些困难的情况下，EVE给出了一个穷人的估计。我们讨论了形状共存的估计差的起源。我们发现，适当的斯莱特行列式的重新排序，使我们能够克服这个困难，并减少外推的不确定性。
2012-04-12 nucl-th
Variational approach with the superposition of the symmetry-restored quasi-particle vacua for nuclear shell-model calculations
本文提出了一种利用角动量、宇称、数投影准粒子真空叠加的变分计算方案，特别适合于应用于中重核壳模型计算。我们推导出一个准粒子真空的能量方差公式，并将能量方差外推到本方案中，以进一步精确估计壳模型的精确能量。在$50 \leq Z,N \leq 82$模型空间中对$^{132}$ Ba进行了壳模型计算，验证了该方法的有效性。我们还讨论了在$50 \leq Z \leq 82$和$82 \leq Z \leq 126$模型空间中$^{150}$ Nd的情况下该方案的可行性，并证明了它的无中微子双β衰变矩阵元具有良好的收敛性。
2020-12-16 nucl-th
Exact solutions of the nuclear shell-model secular problem: Discrete Non-Orthogonal Shell Model within a Variation After Projection approach
Université de Strasbourg, CNRS, IPHC UMR7178（斯特拉斯堡大学，法国国家科学研究中心，高能物理研究所）
本文提出了一种基于变分后投影方法的离散非正交壳模型，通过非正交 Slater 确定性有效捕捉配对相关性，并在 $^{78}$Ni 的基态束缚能计算中展示了其优越性能。
2025-08-28 nucl-th
Beyond the Shell Model: The Canonical Nuclear Many-Body Problem as an Effective Theory
我们描述了一种策略，用于攻击典型的原子核结构问题-通过两体势相互作用的点核子系统的束缚态性质-这涉及到在高动量散射的粒子数量的扩展，但在其他方面是准确的。利用基于Lanczos算法的高效格林函数方法，得到了Bloch-Horowitz方程的有效相互作用和有效算子的自洽解.我们进行这个程序的最简单的核，d和$^3$他，对比严格的有效理论与壳模型，从而说明了几个不受控制的近似在后者。
1999-07-24 hep-ph nucl-th
Canonical form of Hamiltonian matrices
壳模型模拟的基础上，它被证明，在固定的量子数的Lanczos建设定义-波动和行为非常接近原点-光滑的正则矩阵，其形式取决于秩的哈密顿量，维数的向量空间，和第二和第三时刻。一个框架出现，相当于一个通用的安德森模型能够处理基态属性和强度函数。光滑形式意味着二项水平密度。提出了正则热力学的一种简化方法。
2001-05-26 nucl-th
Constructing approximate shell-model wavefunctions by eigenvector continuation
壳模型计算在阐明原子核的各种性质中起着关键作用。一般来说，这些研究需要大量的计算重复参数校准和量化的不确定性。为了减少计算负担，我们提出了一个新的工作流程的壳模型计算使用的方法称为特征向量延拓（EC）。它使我们能够有效地近似的特征对在一个给定的哈密尔顿由以前采样的特征向量。我们证明了EC作为价壳模型的仿真器的有效性，包括EC的第一个电磁过渡矩阵元素的应用。此外，我们提出了一个新的使用EC：预处理，在其中，我们开始的Lanczos迭代近似特征向量，并证明这可以加速后续的研究周期。在EC的帮助下，在参数优化过程中获得的特征向量不一定要被丢弃，即使它们的特征值与实验数据相距甚远。这些特征向量可以成为积累的知识。
2022-04-14 nucl-ex nucl-th
The Shell Model as Unified View of Nuclear Structure
在过去的十年里，壳模型的研究在质和量上都取得了很大的进展，使我们对原子核结构的认识有了很大的提高。事实上，现在可以使用兰佐斯三对角构造来对角化维数高达10^9的行列式空间中的矩阵，我们将分析其形式和数值方面。此外，许多新的近似方法已被开发，以克服维数的限制。此外，新的有效的核子-核子相互作用已被构建，包含两个和三体的贡献。前者是从现实的潜力（即，与两个核子数据一致）。后者包含了校正现实二体力的不良饱和和壳形成特性所必需的纯项。这种结合似乎解决了许多迄今为止令人困惑的问题。在目前的审查中，我们将集中在这些结果，说明全球的特点的方法：普遍性的有效相互作用和能力的壳模型，同时描述所有表现的核动力学无论是单粒子或集体性质。我们还将详细讨论与转动运动有关的问题、伽莫夫-泰勒跃迁淬灭的起源、双β衰变、同位旋非守恒核力的影响以及非常富中子核的特殊性。许多其他的计算--似乎“仅仅”有光谱的兴趣--被简单地触及，尽管我们完全意识到壳模型的可信度很大程度上取决于它们。
2004-02-13 nucl-th
On-shell transition of SRG and nuclear systems
我们变分估计的结合能的$^2H,~^3H,~^4He,~^{16}O,~^{40}Ca$，显示其运行的相似性重整化群（SRG）截止到红外区域，并显示广义Tjon线，从计算中出现。我们推断的SRG演化的三体贡献的$^3H$和$^4He$结合能计算的两体贡献的变分方法假设四体力是可以忽略的。在任何给定的SRG截止点，三体贡献可以推断为实验值减去两体贡献。在临界SRG截止点$λ_c$处的离壳/在壳转变驱动了所有结合能的行为，该尺度是广义Tjon线的转折点。此外，在$λ_c$中，三体和二体对结合能的贡献之比$B_{λ_c}(3) ~/~ B_{λ_c}(2)$在$^3H$和$^4He$系统中是相同的，并且等于$1/4$，因此$B_{λ_c}(2) ~=~ 4~B_{λ_c}(3)$。所有的计算都是用Shakespeho-Salamanca N3 LO势进行的，该势是在所有S，P，D，F和G分波通道中随SRG演化到红外固定点（$λ\to 0$），以计算在几个SRG截止尺度下的变化结合能。
2021-03-24 nucl-th
Variational Monte Carlo method for shell-model calculations in odd-mass nuclei and restoration of symmetry
本文研究了变分蒙特卡罗（VMC）方法在核壳层模型计算中的两种推广。一个是扩展到奇质量核，我们找到了一个新的VMC矩阵元的Pfiran表达式。由此，我们可以给出一个统一的奇质量核和偶质量核的VMC框架。另一种是角动量投影后变化的延伸。我们成功地将全角动量投影试探态应用到VMC方法中，为我们提供了精确的能量。我们还发现了一个独特的特点，即这种角动量投影在VMC甚至可以“近似”执行。这一特性不仅有利于高效率的计算，而且有利于通过能量方差外推法精确估计yrast能量。
2018-08-03 cond-mat.str-el nucl-th
A simple method to compute excitation energies in variational many-body calculations
我们提出了一个简单的，易于实现，变分多体计算的激发态的EXCITED方法的变种。我们将此方法应用于混合多重行列式方法（HMD）。我们测试这种方法与相对较少的斯莱特行列式通过比较精确的壳模型计算的结果为${}^{56}Ni$使用$fpd6$相互作用。我们得到了非常好的协议与确切的结果。
2011-09-26 nucl-th
Mixed-Symmetry Shell-Model Calculations in Nuclear Physics
我们考虑一种新的方法来核壳模型。本文利用盒子中的一维谐振子引入了双基壳模型理论的概念。通过实现大型矩阵对角化的Lanczos方法和求解广义特征值问题的Cholesky算法，将该方法应用于核。混合对称基结合了传统的球壳模型态和SU（3）集体组态。我们在24 Mg和44 Ti上测试了这种混合对称方案的有效性。使用Wilthental USD交叉点在小于全空间10%的空间中获得的24 Mg的结果，在2%内再现了结合能，以及准确再现了低能谱和态结构- 90%与精确本征态重叠。相比之下，对于m格式计算，需要大约60%的全空间来获得兼容的结果。对44 Ti的计算支持混合模方案，尽管具有很少的非重复的纯SU（3）计算不如标准m方案计算好。SU（3）对称性的强破缺导致组合基内相对较小的增强。然而，在全pf壳空间的50%中的一个pf基计算与在该空间的80%中的一个通常的m格式计算一样好。利用Kuo-Brown-3相互作用对低pf壳层核44- 48 Ti和48 Cr的计算结果表明，该区域的SU（3）对称性破缺是由单粒子自旋轨道分裂驱动的.在我们的研究中，我们观察到一些有趣的相干结构，如基态的相干混合，玩具模型中的准微扰行为，以及增强的B（E2）强度接近SU（3）极限，即使SU（3）似乎是相当严重的破坏。
2010-02-17 nucl-th
Variational approaches to constructing the many-body nuclear ground state for quantum computing
我们探讨了使用变分算法在基于门的量子硬件上制备特定的核态。核壳模型的大规模经典对角化已经达到了$10^9 - 10^{10}$基态的规模，但仍然受到计算资源的严重限制。原则上，量子计算可以用比经典计算少的指数级资源精确地解决这样的系统。大型系统的精确解需要许多量子位和大的门深度，但变分方法可以有效地限制所需的门深度。我们使用幺正耦合簇的方法来构造近似的基态矢量，后来用于动力学计算。实验场是唯象壳模型空间，它允许我们模拟核子间相互作用的复杂性。我们发现，通常需要使用大量的纠缠来最小化大量的参数，这使得现有硬件上的应用程序具有挑战性。然而，随着硬件能力的提高而迅速改进的前景非常令人鼓舞。
2021-10-12 nucl-th
Symmetry-projected variational calculations with the numerical suite TAURUS I. Variation after particle-number projection
我们提出了数值代码TAURUS_vap，解决了粒子数投影方程的变化后，无限制的真实Bogoliubov准粒子状态表示在球谐振子的基础。考虑的模型空间是不变的空间和同位旋旋转下，但没有特定的一组轨道被假定，使代码可以进行价空间和无核心计算。此外，Bogoliubov准粒子态没有假设数宇称，使得该代码可以用来描述偶-偶，奇-偶和奇-奇核。变分过程可以在几个同时约束的期望值的各种运营商，如多极变形，配对场或角动量的分量。为了证明代码的潜力和多功能性，我们使用经验壳模型相互作用以及手性相互作用进行了几个示例计算。执行高级变分Bogoliubov计算的能力提供了这个代码，我们希望，是有益的壳模型和从头算社区。
2021-02-10 nucl-th
Variational study of s-shell lambda hypernuclear system
针对超子-核子、超子-超子相互作用实验数据匮乏的问题，采用变分蒙特卡洛技术分析不同两体、三体相互作用及λ-λ势对s壳层超核系统结合能的影响，为相关相互作用研究提供理论支撑。
2024-10-31 nucl-th
Microscopic description of light unstable nuclei with the stochastic variational method
本文用随机变分方法在微观多团簇模型中研究了轻丰质子核和丰中子核的结构。这种方法使我们能够以一致的方式描述这些核的弱束缚性质。介绍了各种核$^{6-9}$ Li、$^7$ Be、$^8$ B、$^9$ C、$^{9-10}$ Be、$^{9-10}$ B的应用。本文讨论了该模型与其它模型的关系以及对p壳层和sd壳层核的可能推广。
1996-07-01 nucl-th
A Constrained-Path Quantum Monte-Carlo Approach for the Nuclear Shell Model
本文提出了一种新的量子蒙特卡罗（QMC）方法来研究壳模型中原子核的低能态。形式主义依赖于一个变分恢复波函数来指导潜在的布朗运动。符号/相位问题，通常困扰QMC费米子模拟控制约束随机路径通过一个固定的节点近似。探索性的结果，在sd和pf价空间与现实的有效相互作用。他们证明了该计划的能力，以产生几乎精确的yraast光谱的偶数和奇数质量的核。
2013-03-27 nucl-th
New successive variational method of tensor-optimized antisymmetrized molecular dynamics for nuclear many-body systems
最近我们提出了一个新的变分理论“张量优化反对称分子动力学“（TOAMD），它明确地处理有限核的强相互作用[T. Myo等人，Prog. Theor. Exp. 2015，073D02（2015）]。在TOAMD中，张量力和短程排斥力的关联函数以及它们的多重乘积依次作用到AMD态。利用集团展开将关联哈密顿量展开为多体算符，并在计算中考虑所有算符而不作任何截断。我们显示详细的结果TOAMD与核子-核子相互作用AV 8 $^\prime$的$s$壳核。结合能和哈密顿分量连续收敛到精确值的少体计算。我们也适用于TOAMD的Malfliet-Tjon中心潜力具有很强的短程排斥。TOAMD能处理短程关联，提供了$s$壳层核的精确能量，重现了少体计算的结果。结果表明，采用关联函数双乘积的TOAMD方法的数值精度优于采用Jastrow乘积型关联函数的变分Monte Carlo方法。
2017-09-02 nucl-th
Finite-spectrum Lorentz integral transform calculation of the $^{4}$He photoabsorption cross section in the no-core shell model
College of Physics and Engineering, Henan University of Science and Technology（河南科技大学物理与工程学院）；State Key Laboratory of Heavy Ion Science and Technology, Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所重离子科学和技术重点实验室）；Department of Physics and Astronomy, Iowa State University（爱荷华州立大学物理与天文系）；CAS Key Laboratory of High Precision Nuclear Spectroscopy, Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所高精度核谱学重点实验室）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）
本研究在从头算无芯壳模型中开发并验证了洛伦兹积分变换的有限谱实现，用于计算$^4$He光吸收截面，其结果与已有数据符合且有新特征，提供了可控的计算路径。
2026-08-05 nucl-ex nucl-th
Ab initio approach to s-shell hypernuclei 3H_Lambda, 4H_Lambda, 4He_Lambda and 5He_Lambda with a Lambda N-Sigma N interaction
通过明确地包含$Σ$自由度，对s壳层超核进行变分计算。使用四组YN相互作用（SC 97 d（S）、SC 97 e（S）、SC 97 f（S）和SC 89（S））。得到了$_Λ^5$ He的束缚态解，发现张量$ΛN-ΣN$跃迁部分有一个很大的能量期望值，具有强张量$ΛN-ΣN$跃迁势的$Λ$粒子的存在对$^4$ He子系统的内能有很大的影响.
2002-09-20 nucl-th
Hot Nuclear Matter : A Variational Approach
本文发展了场论中的非微扰方法，研究了无限大核物质在零温和有限温下的性质。在这里，我们用质量偏离的壳介子来修饰核物质。热场动力学技术用于有限温度计算。状态方程是从相互作用系统的动力学中以自洽的方式导出的。核物质的转变温度似乎在15 MeV左右。
1992-11-17 nucl-th
Shell Model States in the Continuum
本文提出了一种计算散射相移和共振态能量及宽度的方法，该方法只利用振子基变分计算得到的本征能及其与振子基间距$\hbarΩ$的关系。我们利用量子散射理论的HORSE（$J$ -矩阵）形式主义中得到的振子基中有限（截断）哈密顿矩阵的本征态处的$S$ -矩阵的简单表达式。在Woods-Saxon势模型的计算中验证了该方法的有效性，并将其应用于无核壳模型的$nα$共振和非共振散射的计算.
2016-11-03 nucl-th
Solution of large scale nuclear structure problems by wave function factorization
低位壳模型态可以通过质子态和中子态的乘积之和来精确地近似。最佳因子由变分原理确定，并从相当低维的特征值问题的解决方案。应用这种方法对sd壳层核，pf壳层核和无核壳层模型问题表明，可以得到非常精确的近似精确解。它们的能量、量子数和与精确本征态的重叠随着保留因子的增加而指数快速收敛。
2003-08-08 nucl-th
The Canonical Nuclear Many-Body Problem as a Rigorous Effective Theory
壳模型是研究非相对论性核子通过静电势相互作用的正则核多体问题的标准工具。我们讨论了几个不受控制的近似，在这个模型中，激励不同的方法，一个基于精确解的布洛赫-霍洛维茨方程。我们认为，该方程的必要的自洽的解决方案，可以有效地获得基于Lanczos算法的格林函数展开。由此产生的有效理论进行最简单的核，d和3 He，使用现实的NN相互作用，如阿贡V18和Reid 93潜力，为了对比的结果与壳模型。讨论了波函数归一化、波函数随“壳模型”空间变化的演化以及磁弹性有效算符。数值结果表明，一个简单的重整化群行为，不同于有效场论处理的两体和三体问题。这种缩放的可能起源进行了讨论。
1999-06-27 hep-ph nucl-th
Solving Nuclear Structure Problems with the Adaptive Variational Quantum Algorithm
本文利用Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型和价空间核壳层模型研究了核结构理论中的变分量子本征求解器的可能性能。LMG模型表现出相变和自发对称性破缺在平均场水平的一个阶段，在中等质量和重核的集体动力学的特征。我们表明，通过适当的修改，ADAPT-VQE算法，一个特别灵活和准确的变分方法，不受这些并发症的困扰。我们处理多达12个粒子，并表明接近基态能量所需的量子操作的数量与量子比特的数量呈线性关系。我们发现类似的缩放时，该算法被应用到核壳模型与现实的相互作用在$sd$和$pf$壳。虽然大多数这些模拟不包含噪声，我们使用的噪声模型从真正的IBM硬件表明，对于LMG模型与四个粒子，弱噪声对算法的效率没有影响。
2022-06-28 nucl-th quant-ph
Model calculations of doubly closed shell nuclei in CBF theory III. j-j coupling and isospin dependence
本文将关联基函数理论和费米超网链技术推广到在j-j耦合方案下，采用不同的质子和中子单粒子波函数和同位旋相关的两体关联，研究了中重双壳层核。中央半现实的相互作用。计算了~（12）C、~（16）O、~（40）Ca、~（48）Ca和~（208）Pb核的基态能量、单体密度、分布函数和动量分布。由同位旋相关关联得到的基态能量值低于由同位旋无关关联得到的基态能量值。在有限核系统中，二体欧拉方程提供的关联函数比在无限核物质中用同样方法得到的关联函数在变分上更有效。
1996-04-11 nucl-th
Comparison of variational quantum eigensolvers in light nuclei
本文在核壳模型内模拟$^{6}$He至$^{10}$B轻核基态，比较UCC与ADAPT两种变分量子本征求解器的资源效率，发现ADAPT适合近幻数核而UCC适合壳层中部核，为核结构量子算法基准测试奠定基础。
2025-07-18 nucl-th quant-ph
Constrained-Path Quantum Monte-Carlo Approach for Non-Yrast States Within the Shell Model
本文提出了一种扩展的约束路径量子Monte-Carlo方法，允许重建non-yrast状态，以达到完整的光谱内的相互作用壳模型的核。在以往的工作中研究的yrast的情况下，形式主义涉及变分恢复波函数假设两个中心角色。首先，它引导潜在的布朗运动，以提高采样的效率。其次，它限制随机路径根据无相近似控制符号或相位问题，通常困扰费米QMC模拟。在$sd$价空间的原理证明的结果报告。他们证明了该计划的能力，提供非常准确的结合能为偶数和奇数质量的原子核，无论考虑的相互作用。
2016-05-23 nucl-th
Convergence in the no-core shell model with low-momentum two-nucleon interactions
本文研究了用重整化群演化的低动量两核子相互作用计算Li-7以下轻核的无核壳模型（NCSM）的收敛性。由于在应用NCSM框架时没有使用额外的变换，因此对于给定的哈密顿量，能量计算满足变分原理。戏剧性的改善收敛被发现作为截止降低。由于重整化群方程在两体相互作用下被截断，因此演化近似为幺正，且A > 2时的收敛能量随截断值的变化而变化.然而，这种近似是系统的，并且对于有用的截止范围，能量变化与初始手征有效场论势固有的自然尺寸截断误差相当。
2007-11-30 nucl-th
Variational Field Theoretic Approach to Relativistic Scattering
在相对论性场论的粒子或世界线表示中，应用非微扰极化子变分法研究标量Wick-Cutkosky模型中的散射。变分计算的重要特点是，它是一个控制的近似方案有效的任意耦合强度，格林函数的所有削减和极点预期的确切结果在任何顺序的微扰理论和变分参数是同时敏感的红外线以及紫外线行为的理论。我们推广了以前使用的二次试验行动，允许更多的自由度为壳外传播，而不改变壳上的变分方程和评估的散射振幅在一阶的变分方案。特别注意的是$s$通道散射阈值附近，因为这里的非微扰效应可以很大。我们检查了我们的数值计算的酉性，发现它大大改善相比，微扰理论和零阶变分结果。
1997-01-19 hep-th nucl-th
Bogoliubov Many-Body Perturbation Theory for Open-Shell Nuclei
利用Bogoliubov参考态的粒子数破缺，提出了一种新的瑞利-薛定谔多体微扰理论（MBPT）方法来处理（近）简并开壳层费米子系统.通过选择解决Hartree-Fock-Bogoliubov变分问题的参考状态，该方法简化为经过良好测试的Møller-Plesset，即，基于Hartree-Fock，应用于闭壳层系统时的MBPT。由于其算法简单，新开发的框架提供了一个计算简单，但准确的替代国家的最先进的非微扰多体方法。在工作在准粒子基与足够大小的单粒子基的价格，该方法的计算尺度是独立的粒子数。本文介绍了该方法的第一个实际应用，从氧到镍同位素链的基础上，现代核哈密顿量推导出的手征有效场论。
2018-06-28 nucl-th
Converging Many-Body Perturbation Theory for Ab Initio Nuclear-Structure: I. Brillouin-Wigner Perturbation Series for Closed-Shell Nuclei
本文提出一种基于布里渊-维格纳形式的新顶点函数，用于闭壳层原子核基态的多体微扰理论，并证明在最优哈密顿量划分下收敛判据总能满足，数值计算验证了该结论。
2023-06-23 nucl-th
Variational calculation of the ground state of closed-shell nuclei up to $A=40$
采用唯象的双核子势和三核子势对$^4$ He、$^{16}$ O和$^{40}$ Ca的基态性质进行了变分计算。试验波函数包括作用于单粒子行列式乘积的两体和三体关联。期望值进行评估与集群扩展的自旋-同位旋相关的考虑到五体集群条款。最佳的波函数是通过最小化的能量期望值超过一组多达20个参数的装置的非线性优化库。我们给出了结合能、电荷半径、一体和二体密度、单核子动量分布、电荷形状因子和库仑求和规则的结果。我们发现对于$A\geq16$，所采用的三核子相互作用变为排斥作用。在$^{16}$ O中，包含这样的力提供了对核的性质的更好描述。相反，在$^{40}$ Ca中，三体相互作用的排斥行为未能再现电荷半径和电荷形状因子的实验数据。我们发现动量分布的高动量区，由核关联的短程项决定，表现出与特定核无关的普遍行为。本文报道的对$^4$ He、$^{16}$ O和$^{40}$ Ca的库仑和规则的比较将有助于阐明核子形状因子的介质内修改。
2017-08-31 nucl-ex nucl-th
Neural-Network-Based Variational Method in Nuclear Density Functional Theory: Application to the Kohn--Sham method
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所西村中心）
本研究将基于神经网络的变分方法扩展至核密度泛函理论的Kohn–Sham方案，用多层感知器表示单粒子轨道旋量，经多维度验证其精度与适用性，为核理论计算提供新途径。
2026-09-02 nucl-th
Qubit-efficient variational algorithm for nuclear structure
School of Mathematics and Physics, University of Surrey（萨里大学数学与物理学院）
本文比较了三种量子比特映射策略，使用变分量子本征求解器（VQE）研究壳模型描述下的核基态结构，并评估了量子资源需求，其中SD映射在噪声模拟和量子硬件上对$^{10}$B基态实现了0.21%的误差。
2026-05-28 nucl-th quant-ph
Scalable nuclear shell model calculations on noisy quantum computers
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院卢克瑙分校）；Centre for Photonics and Quantum Communication Technology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院卢克瑙分校光子学与量子通信技术中心）
本研究将SQD框架首次应用于核壳模型，结合云连接的NISQ硬件与经典HPC集群，可在内存和执行时间上优于传统超级计算机，实现大规模核壳模型计算。
2026-08-18 nucl-th quant-ph
Revisiting the variational two-particle reduced density matrix for nuclear systems
在大多数核多体方法中，观测量是用多体波函数显式计算的。变分双粒子约化密度矩阵法是这一规则的少数例外之一。封闭壳层和开放壳层核系统的基态能量确实可以通过最小化两粒子约化密度矩阵的约束线性泛函来计算。然而，它实际上从来没有在核理论中使用过，因为核的基态被发现是过度束缚的，与原子和分子相反。因此，我们引入了新的约束核变分两粒子约化密度矩阵方法，最近发展的原子和分子系统。我们的计算表明，这种方法可以提供一个适当的描述核系统中，只有价中子。然而，对于中子和质子都活跃的核系统，用变分两粒子约化密度矩阵方法得到的能量仍然是超限的。将讨论引起注意到的差异的可能原因和解决这一问题的办法。
2021-06-08 nucl-th physics.atom-ph physics.chem-ph
Quantum Monte Carlo calculations in the nuclear shell model by the complex Langevin method
Institute of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba（筑波大学理学院）；Tomonaga Center for the History of the Universe, University of Tsukuba（筑波大学东田中心宇宙史研究中心）；National Institute of Technology, Tokuyama College（国立山口技术短期大学校德山校区）；KEK Theory Center, High Energy Accelerator Research Organization（高能加速器研究机构KEK理论中心）；Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学高等研究院）；Center for Computational Sciences, University of Tsukuba（筑波大学计算科学中心）
本文提出用复朗之万方法解决核壳模型中辅助场量子蒙特卡洛计算的符号问题，并在小系统有限温度下验证了其有效性判据和能量期望值的正确重现，为大规模核壳模型计算提供了变分法之外的补充途径。
2026-10-16 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-th
Advancing quantum simulations of nuclear shell model with noise-resilient protocols
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院卢尔基分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
通过设计基于Givens旋转的优化变分量子本征求解器（VQE）拟设、结合qubit-ADAPT-VQE与变分量子反演（VQD）以及零噪声外推缓解技术，并采用格雷码编码减少量子比特需求，实现了在噪声环境下对38Ar和6Li基态与激发态能级的精确计算。
2025-04-16 nucl-th quant-ph
Nuclear shell-model simulation in digital quantum computers
针对原子核壳层模型基规模指数增长问题，提出利用自适应变分量子本征求解器算法的量子电路设计策略，在多项式量子资源下逼近经典基准，为跨核素图量子计算研究铺路。
2023-09-15 nucl-th quant-ph
Accelerating Eigenvalue Computation for Nuclear Structure Calculations via Perturbative Corrections
针对核结构计算中无核壳模型的大规模本征值求解问题，提出带微扰修正的子空间投影（SPPC）方法，通过层级拆分哈密顿量结合微扰修正构造子空间，数值验证其比传统迭代法更高效且可避免收敛停滞。
2024-07-12 cs.NA math.NA nucl-th
Neutrinoless double-beta decay: combining quantum Monte Carlo and the nuclear shell model with the generalized contact formalism
我们设计了一个基于广义接触理论的框架，结合核壳模型和量子蒙特卡罗方法，计算了实验相关核的无中微子双β衰变，包括$^{76}$ Ge，$^{130}$ Te和$^{136}$ Ge.在轻核，我们验证我们的核矩阵元计算通过比较准确的变分蒙特卡罗结果。由于额外的相关性捕获的量子蒙特卡罗和广义接触形式主义，在较重的系统中，我们得到的长程核矩阵元，比以前的壳模型结果小约30%。我们还评估了最近公认的短程核矩阵元素估计其耦合的电荷独立性打破项的阿贡$v_{18}$潜力中使用的Monte Carlo计算。我们的研究结果表明，总核基质元素的增强约30%。
2021-12-15 hep-ex hep-ph nucl-ex
