Nükleer bağlanma enerjileri için kuantum hesaplama tabanlı VQE algoritmasının uygulaması
Application of quantum computation-based VQE algorithm for nuclear binding energies
- Tez No: 1012283
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET HAKAN YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nükleer bağlanma enerjisi problemi, çok cisim probleminin temel zorluklarından biri-dir; çünkü çeşitli yaklaşık yöntemlerle karşılık gelen bağlanma enerjilerinin hesaplanması, çok parçacıklı çekirdekler için hesaplama açısından zorlu olmaya devam etmektedir. Bu ça-lışmada, nükleer bağlanma enerjisi problemini ele almak için nükleer fiziğe kuantum hesap-lama yaklaşımlarından türetilen bir bağlanma enerjisi yöntemi önerilmiş ve bir kuantum bilgi-sayar simülatöründe uygulanmıştır. Amaç, birleşik bir şema içinde birden fazla çekirdeğin bağlanma enerjilerini hesaplayabilen bir çerçeve geliştirmektir. Bu amaçla, değişen nükleer özelliklere uyum sağlamak için uygun potansiyel ifadeler seçilmiştir. Tanımlanan Hamiltoni-yen parametrelendirilmiş ve bir kuantum bilgisayara haritlandırılmıştır. Nükleon sayısına bağ-lı değişen program, kuantum mekaniğinin varyasyonel prensibine göre bağlanma enerjisine karşılık gelen Hamiltoniyenin minimum özdeğerini elde etmek için 2 ila 12 kübit üzerinde çalıştırılmıştır. Bu çerçeve kullanılarak, ilk 21 çekirdeğin (2H, 3H, 7Li, 9Li, 11Li, 7Be, 8Be, 9Be, 10Be, 11Be, 12Be, 9B, 10B, 11B, 12B, 9C, 10C, 11C, 12C, 11N, 12N) bağlanma enerjileri, Var-yasyonel Kuantum Özdeğer Çözücü (VQE) adımları izlenerek kuantum hesaplama ile he-saplandı ve deneysel değere göre toplam %9,5'lik bir sapma ile bağlanma enerjileri elde edil-di. Bu sonuçlar, bu tez çalışması ile önerilen yöntemin, nükleer bağlanma enerjisi hesaplama-ları için uygulanabilirliğini göstermektedir. Bu bağlamda, bu çalışma, kuantum bilgisayar simülatörü kullanarak 2-12 nükleonlu çekirdeklerin bağlanma enerjilerini hesaplayabilen bir yöntem sunarak kuantum hesaplama ve nükleer fiziğe katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The nuclear binding energy problem is one of the fundamental challenges of the many-body problem, because calculating the corresponding binding energies using various approximate methods remains computationally challenging for multi-particle nuclei. In this work, a binding energy method derived from quantum computing approaches to nuclear physics is proposed to address the nuclear binding energy problem and implemented in a quantum computer simulator. The aim is to develop a framework capable of calculating the binding energies of multiple nuclei within a unified scheme. For this purpose, suitable poten-tial expressions were chosen to accommodate varying nuclear properties. The defined Hamil-tonian was parameterized and mapped to a quantum computer. The program, varying with the number of nucleons, was run on 2 to 12 qubits to obtain the minimum eigenvalue of the Hamiltonian corresponding to the binding energy according to the variational principle of quantum mechanics. Using this framework, the binding energies of the first 21 nuclei (2H, 3H, 7Li, 9Li, 11Li, 7Be, 8Be, 9Be, 10Be, 11Be, 12Be, 9B, 10B, 11B, 12B, 9C, 10C, 11C, 12C, 11N, 12N) were calculated using quantum computation by following the Variational Quantum Ei-genvalue Solver (VQE) steps, and binding energies were obtained with a total deviation of 9.5% from the experimental value. These results demonstrate the applicability of the method proposed in this thesis for nuclear binding energy calculations. In this context, this study contributes to quantum computation and nuclear physics by presenting a method that can calculate the binding energies of 2-12 nucleon nuclei using a quantum computer simulator.
Benzer Tezler
- Batarya elektrolit materyali ve optoelektronik aygıt olarak iyonik sıvıların yapısal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the structural properties of ionic liquids as battery electrolyte material and optoelectronic device
KÜRŞAT ARDUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSinop ÜniversitesiNükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. MUSTAFA KARAKAYA
- Relativistik ortalama alan modeli için nükleer etkileşme parametrelerinin iyileştirilmesi
Improvement of nuclear interaction parameters for relativistic mean field model
ŞEVKİ ŞENTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiSinop ÜniversitesiKuantum Sistemleri Modelleme Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. TUNCAY BAYRAM
- Hidrokinon molekülünün katkılı ve katkısız fullerenlerle etkileşiminin kuantum mekaniksel yöntemlerle incelenmesi
Investigation of interaction of hydroquinone molecule with pristine and doped fullerenes by quantum mechanical methods
ORKUN ERGÜRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMAL PARLAK
- Yeni 3,5-diiyodosalisilaldehit içeren schiff bazları sentezi, karakterizasyonu ve moleküler kenetleme çalışmaları
Synthesis, characterization, and molecular docking studies of novel schi̇ff bases containing 3,5-diiodosalicylaldehyde
ONUR ERMAN DOĞAN
- BCS-BEC crossover with model square well interaction in 2D and 3D
İki ve üç boyutta model kare kuyu potansiyeli etkileşimiyle BCS-BEY geçişi
HASAN HÜSEYİN SÖMEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET LEVENT SUBAŞI