Staff View: :: Library Catalog

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	Zhang, C., Cortiñas, R. G., Karamlou, A. H., Noll, N., Provazza, J., Bausch, J., Shirobokov, S., White, A., Claassen, M., Kang, S. H., Senior, A. W., Tomašev, N., Gross, J., Lee, K., Schuster, T., Huggins, W. J., Celik, H., Greene, A., Kozlovskii, B., Heras, F. J. H., Bengtsson, A., Dau, A. Grajales, Drozdov, I., Ying, B., Livingstone, W., Sivak, V., Yosri, N., Quintana, C., Abanin, D., Abbas, A., Acharya, R., Beni, L. Aghababaie, Aigeldinger, G., Alcaraz, R., Alcaraz, S., Andersen, T. I., Ansmann, M., Arute, F., Arya, K., Askew, W., Astrakhantsev, N., Atalaya, J., Ballard, B., Bardin, J. C., Bates, H., Karimi, M. Bigdeli, Bilmes, A., Bilodeau, S., Borjans, F., Bourassa, A., Bovaird, J., Bowers, D., Brill, L., Brooks, P., Broughton, M., Browne, D. A., Buchea, B., Buckley, B. B., Burger, T., Burkett, B., Busnaina, J., Bushnell, N., Cabrera, A., Campero, J., Chang, H. -S., Chen, S., Chen, Z., Chiaro, B., Chih, L. -Y., Cleland, A. Y., Cochrane, B., Cockrell, M., Cogan, J., Collins, R., Conner, P., Cook, H., Courtney, W., Crook, A. L., Curtin, B., Das, S., Damyanov, M., Debroy, D. M., De Lorenzo, L., Demura, S., De Rose, L. B., Di Paolo, A., Donohoe, P., Dunsworth, A., Ehimhen, V., Eickbusch, A., Elbag, A. M., Ella, L., Elzouka, M., Enriquez, D., Erickson, C., Ferreira, V. S., Flores, M., Burgos, L. Flores, Forati, E., Ford, J., Fowler, A. G., Foxen, B., Fukami, M., Fung, A. W. L., Fuste, L., Ganjam, S., Garcia, G., Garrick, C., Gasca, R., Gehring, H., Geiger, R., Genois, É., Giang, W., Gidney, C., Gilboa, D., Goeders, J. E., Gonzales, E. C., Gosula, R., de Graaf, S. J., Graumann, D., Grebel, J., Guerrero, J., Guimarães, J. D., Ha, T., Habegger, S., Hadick, T., Hadjikhani, A., Harrigan, M. P., Harrington, S. D., Hartshorn, J., Heslin, S., Heu, P., Higgott, O., Hiltermann, R., Hilton, J., Huang, H. -Y., Hucka, M., Hudspeth, C., Huff, A., Jeffrey, E., Jevons, S., Jiang, Z., Jin, X., Joshi, C., Juhas, P., Kabel, A., Kang, H., Kang, K., Kaufman, R., Kechedzhi, K., Khattar, T., Khezri, M., Kim, S., King, R., Kiss, O., Klimov, P. V., Knaut, C. M., Kobrin, B., Kostritsa, F., Kreikebaum, J. M., Kudo, R., Kueffler, B., Kumar, A., Kurilovich, V. D., Kutsko, V., Lacroix, N., Landhuis, D., Lange-Dei, T., Langley, B. W., Laptev, P., Lau, K. -M., Guevel, L. Le, Ledford, J., Lee, J., Lester, B. J., Leung, W., Li, L., Li, W. Y., Li, M., Lill, A. T., Lloyd, M. T., Locharla, A., Lundahl, D., Lunt, A., Madhuk, S., Maiti, A., Maloney, A., Mandra, S., Martin, L. S., Martin, O., Mascot, E., Das, P. Masih, Maslov, D., Mathews, M., Maxfield, C., McClean, J. R., McEwen, M., Meeks, S., Miao, K. C., Molavi, R., Molina, S., Montazeri, S., Neill, C., Newman, M., Nguyen, A., Nguyen, M., Ni, C. -H., Niu, M. Y., Oas, L., Orosco, R., Ottosson, K., Pagano, A., Peek, S., Peterson, D., Pizzuto, A., Portoles, E., Potter, R., Pritchard, O., Qian, M., Ranadive, A., Reagor, M. J., Resnick, R., Rhodes, D. M., Riley, D., Roberts, G., Rodriguez, R., Ropes, E., Rosenberg, E., Rosenfeld, E., Rosenstock, D., Rossi, E., Rower, D. A., Rudolph, M. S., Salazar, R., Sankaragomathi, K., Sarihan, M. C., Satzinger, K. J., Schaefer, M., Schroeder, S., Schurkus, H. F., Shahingohar, A., Shearn, M. J., Shorter, A., Shutty, N., Shvarts, V., Small, S., Smith, W. C., Sobel, D. A., Somma, R. D., Spells, B., Springer, S., Sterling, G., Suchard, J., Szasz, A., Sztein, A., Taylor, M., Thiruraman, J. P., Thor, D., Timucin, D., Tomita, E., Torres, A., Torunbalci, M. M., Tran, H., Vaishnav, A., Vargas, J., Vdovichev, S., Vidal, G., Heidweiller, C. Vollgraff, Voorhees, M., Waltman, S., Waltz, J., Wang, S. X., Ware, B., Watson, J. D., Wei, Y., Weidel, T., White, T., Wong, K., Woo, B. W. K., Wood, C. J., Woodson, M., Xing, C., Yao, Z. J., Yeh, P., Yoo, J., Young, E., Young, G., Zalcman, A., Zhang, R., Zhang, Y., Zhu, N., Zobrist, N., Zou, Z., Bortoli, G., Boixo, S., Chen, J., Chen, Y., Devoret, M., Hansen, M., Jones, C., Kelly, J., Kohli, P., Korotkov, A., Lucero, E., Manyika, J., Matias, Y., Megrant, A., Neven, H., Oliver, W. D., Ramachandran, G., Babbush, R., Smelyanskiy, V., Roushan, P., Kafri, D., Sarpong, R., Berry, D. W., Ramanathan, C., Mi, X., Bengs, C., Ajoy, A., Minev, Z. K., Rubin, N. C., O'Brien, T. E.
Format:	Preprint
Published:	2025
Subjects:	Quantum Physics
Online Access:	https://arxiv.org/abs/2510.19550
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866917033805873152
author	Zhang, C. Cortiñas, R. G. Karamlou, A. H. Noll, N. Provazza, J. Bausch, J. Shirobokov, S. White, A. Claassen, M. Kang, S. H. Senior, A. W. Tomašev, N. Gross, J. Lee, K. Schuster, T. Huggins, W. J. Celik, H. Greene, A. Kozlovskii, B. Heras, F. J. H. Bengtsson, A. Dau, A. Grajales Drozdov, I. Ying, B. Livingstone, W. Sivak, V. Yosri, N. Quintana, C. Abanin, D. Abbas, A. Acharya, R. Beni, L. Aghababaie Aigeldinger, G. Alcaraz, R. Alcaraz, S. Andersen, T. I. Ansmann, M. Arute, F. Arya, K. Askew, W. Astrakhantsev, N. Atalaya, J. Ballard, B. Bardin, J. C. Bates, H. Karimi, M. Bigdeli Bilmes, A. Bilodeau, S. Borjans, F. Bourassa, A. Bovaird, J. Bowers, D. Brill, L. Brooks, P. Broughton, M. Browne, D. A. Buchea, B. Buckley, B. B. Burger, T. Burkett, B. Busnaina, J. Bushnell, N. Cabrera, A. Campero, J. Chang, H. -S. Chen, S. Chen, Z. Chiaro, B. Chih, L. -Y. Cleland, A. Y. Cochrane, B. Cockrell, M. Cogan, J. Collins, R. Conner, P. Cook, H. Courtney, W. Crook, A. L. Curtin, B. Das, S. Damyanov, M. Debroy, D. M. De Lorenzo, L. Demura, S. De Rose, L. B. Di Paolo, A. Donohoe, P. Dunsworth, A. Ehimhen, V. Eickbusch, A. Elbag, A. M. Ella, L. Elzouka, M. Enriquez, D. Erickson, C. Ferreira, V. S. Flores, M. Burgos, L. Flores Forati, E. Ford, J. Fowler, A. G. Foxen, B. Fukami, M. Fung, A. W. L. Fuste, L. Ganjam, S. Garcia, G. Garrick, C. Gasca, R. Gehring, H. Geiger, R. Genois, É. Giang, W. Gidney, C. Gilboa, D. Goeders, J. E. Gonzales, E. C. Gosula, R. de Graaf, S. J. Graumann, D. Grebel, J. Guerrero, J. Guimarães, J. D. Ha, T. Habegger, S. Hadick, T. Hadjikhani, A. Harrigan, M. P. Harrington, S. D. Hartshorn, J. Heslin, S. Heu, P. Higgott, O. Hiltermann, R. Hilton, J. Huang, H. -Y. Hucka, M. Hudspeth, C. Huff, A. Jeffrey, E. Jevons, S. Jiang, Z. Jin, X. Joshi, C. Juhas, P. Kabel, A. Kang, H. Kang, K. Kaufman, R. Kechedzhi, K. Khattar, T. Khezri, M. Kim, S. King, R. Kiss, O. Klimov, P. V. Knaut, C. M. Kobrin, B. Kostritsa, F. Kreikebaum, J. M. Kudo, R. Kueffler, B. Kumar, A. Kurilovich, V. D. Kutsko, V. Lacroix, N. Landhuis, D. Lange-Dei, T. Langley, B. W. Laptev, P. Lau, K. -M. Guevel, L. Le Ledford, J. Lee, J. Lester, B. J. Leung, W. Li, L. Li, W. Y. Li, M. Lill, A. T. Lloyd, M. T. Locharla, A. Lundahl, D. Lunt, A. Madhuk, S. Maiti, A. Maloney, A. Mandra, S. Martin, L. S. Martin, O. Mascot, E. Das, P. Masih Maslov, D. Mathews, M. Maxfield, C. McClean, J. R. McEwen, M. Meeks, S. Miao, K. C. Molavi, R. Molina, S. Montazeri, S. Neill, C. Newman, M. Nguyen, A. Nguyen, M. Ni, C. -H. Niu, M. Y. Oas, L. Orosco, R. Ottosson, K. Pagano, A. Peek, S. Peterson, D. Pizzuto, A. Portoles, E. Potter, R. Pritchard, O. Qian, M. Ranadive, A. Reagor, M. J. Resnick, R. Rhodes, D. M. Riley, D. Roberts, G. Rodriguez, R. Ropes, E. Rosenberg, E. Rosenfeld, E. Rosenstock, D. Rossi, E. Rower, D. A. Rudolph, M. S. Salazar, R. Sankaragomathi, K. Sarihan, M. C. Satzinger, K. J. Schaefer, M. Schroeder, S. Schurkus, H. F. Shahingohar, A. Shearn, M. J. Shorter, A. Shutty, N. Shvarts, V. Small, S. Smith, W. C. Sobel, D. A. Somma, R. D. Spells, B. Springer, S. Sterling, G. Suchard, J. Szasz, A. Sztein, A. Taylor, M. Thiruraman, J. P. Thor, D. Timucin, D. Tomita, E. Torres, A. Torunbalci, M. M. Tran, H. Vaishnav, A. Vargas, J. Vdovichev, S. Vidal, G. Heidweiller, C. Vollgraff Voorhees, M. Waltman, S. Waltz, J. Wang, S. X. Ware, B. Watson, J. D. Wei, Y. Weidel, T. White, T. Wong, K. Woo, B. W. K. Wood, C. J. Woodson, M. Xing, C. Yao, Z. J. Yeh, P. Yoo, J. Young, E. Young, G. Zalcman, A. Zhang, R. Zhang, Y. Zhu, N. Zobrist, N. Zou, Z. Bortoli, G. Boixo, S. Chen, J. Chen, Y. Devoret, M. Hansen, M. Jones, C. Kelly, J. Kohli, P. Korotkov, A. Lucero, E. Manyika, J. Matias, Y. Megrant, A. Neven, H. Oliver, W. D. Ramachandran, G. Babbush, R. Smelyanskiy, V. Roushan, P. Kafri, D. Sarpong, R. Berry, D. W. Ramanathan, C. Mi, X. Bengs, C. Ajoy, A. Minev, Z. K. Rubin, N. C. O'Brien, T. E.
author_facet	Zhang, C. Cortiñas, R. G. Karamlou, A. H. Noll, N. Provazza, J. Bausch, J. Shirobokov, S. White, A. Claassen, M. Kang, S. H. Senior, A. W. Tomašev, N. Gross, J. Lee, K. Schuster, T. Huggins, W. J. Celik, H. Greene, A. Kozlovskii, B. Heras, F. J. H. Bengtsson, A. Dau, A. Grajales Drozdov, I. Ying, B. Livingstone, W. Sivak, V. Yosri, N. Quintana, C. Abanin, D. Abbas, A. Acharya, R. Beni, L. Aghababaie Aigeldinger, G. Alcaraz, R. Alcaraz, S. Andersen, T. I. Ansmann, M. Arute, F. Arya, K. Askew, W. Astrakhantsev, N. Atalaya, J. Ballard, B. Bardin, J. C. Bates, H. Karimi, M. Bigdeli Bilmes, A. Bilodeau, S. Borjans, F. Bourassa, A. Bovaird, J. Bowers, D. Brill, L. Brooks, P. Broughton, M. Browne, D. A. Buchea, B. Buckley, B. B. Burger, T. Burkett, B. Busnaina, J. Bushnell, N. Cabrera, A. Campero, J. Chang, H. -S. Chen, S. Chen, Z. Chiaro, B. Chih, L. -Y. Cleland, A. Y. Cochrane, B. Cockrell, M. Cogan, J. Collins, R. Conner, P. Cook, H. Courtney, W. Crook, A. L. Curtin, B. Das, S. Damyanov, M. Debroy, D. M. De Lorenzo, L. Demura, S. De Rose, L. B. Di Paolo, A. Donohoe, P. Dunsworth, A. Ehimhen, V. Eickbusch, A. Elbag, A. M. Ella, L. Elzouka, M. Enriquez, D. Erickson, C. Ferreira, V. S. Flores, M. Burgos, L. Flores Forati, E. Ford, J. Fowler, A. G. Foxen, B. Fukami, M. Fung, A. W. L. Fuste, L. Ganjam, S. Garcia, G. Garrick, C. Gasca, R. Gehring, H. Geiger, R. Genois, É. Giang, W. Gidney, C. Gilboa, D. Goeders, J. E. Gonzales, E. C. Gosula, R. de Graaf, S. J. Graumann, D. Grebel, J. Guerrero, J. Guimarães, J. D. Ha, T. Habegger, S. Hadick, T. Hadjikhani, A. Harrigan, M. P. Harrington, S. D. Hartshorn, J. Heslin, S. Heu, P. Higgott, O. Hiltermann, R. Hilton, J. Huang, H. -Y. Hucka, M. Hudspeth, C. Huff, A. Jeffrey, E. Jevons, S. Jiang, Z. Jin, X. Joshi, C. Juhas, P. Kabel, A. Kang, H. Kang, K. Kaufman, R. Kechedzhi, K. Khattar, T. Khezri, M. Kim, S. King, R. Kiss, O. Klimov, P. V. Knaut, C. M. Kobrin, B. Kostritsa, F. Kreikebaum, J. M. Kudo, R. Kueffler, B. Kumar, A. Kurilovich, V. D. Kutsko, V. Lacroix, N. Landhuis, D. Lange-Dei, T. Langley, B. W. Laptev, P. Lau, K. -M. Guevel, L. Le Ledford, J. Lee, J. Lester, B. J. Leung, W. Li, L. Li, W. Y. Li, M. Lill, A. T. Lloyd, M. T. Locharla, A. Lundahl, D. Lunt, A. Madhuk, S. Maiti, A. Maloney, A. Mandra, S. Martin, L. S. Martin, O. Mascot, E. Das, P. Masih Maslov, D. Mathews, M. Maxfield, C. McClean, J. R. McEwen, M. Meeks, S. Miao, K. C. Molavi, R. Molina, S. Montazeri, S. Neill, C. Newman, M. Nguyen, A. Nguyen, M. Ni, C. -H. Niu, M. Y. Oas, L. Orosco, R. Ottosson, K. Pagano, A. Peek, S. Peterson, D. Pizzuto, A. Portoles, E. Potter, R. Pritchard, O. Qian, M. Ranadive, A. Reagor, M. J. Resnick, R. Rhodes, D. M. Riley, D. Roberts, G. Rodriguez, R. Ropes, E. Rosenberg, E. Rosenfeld, E. Rosenstock, D. Rossi, E. Rower, D. A. Rudolph, M. S. Salazar, R. Sankaragomathi, K. Sarihan, M. C. Satzinger, K. J. Schaefer, M. Schroeder, S. Schurkus, H. F. Shahingohar, A. Shearn, M. J. Shorter, A. Shutty, N. Shvarts, V. Small, S. Smith, W. C. Sobel, D. A. Somma, R. D. Spells, B. Springer, S. Sterling, G. Suchard, J. Szasz, A. Sztein, A. Taylor, M. Thiruraman, J. P. Thor, D. Timucin, D. Tomita, E. Torres, A. Torunbalci, M. M. Tran, H. Vaishnav, A. Vargas, J. Vdovichev, S. Vidal, G. Heidweiller, C. Vollgraff Voorhees, M. Waltman, S. Waltz, J. Wang, S. X. Ware, B. Watson, J. D. Wei, Y. Weidel, T. White, T. Wong, K. Woo, B. W. K. Wood, C. J. Woodson, M. Xing, C. Yao, Z. J. Yeh, P. Yoo, J. Young, E. Young, G. Zalcman, A. Zhang, R. Zhang, Y. Zhu, N. Zobrist, N. Zou, Z. Bortoli, G. Boixo, S. Chen, J. Chen, Y. Devoret, M. Hansen, M. Jones, C. Kelly, J. Kohli, P. Korotkov, A. Lucero, E. Manyika, J. Matias, Y. Megrant, A. Neven, H. Oliver, W. D. Ramachandran, G. Babbush, R. Smelyanskiy, V. Roushan, P. Kafri, D. Sarpong, R. Berry, D. W. Ramanathan, C. Mi, X. Bengs, C. Ajoy, A. Minev, Z. K. Rubin, N. C. O'Brien, T. E.
contents	Quantum-information-inspired experiments in nuclear magnetic resonance spectroscopy may yield a pathway towards determining molecular structure and properties that are otherwise challenging to learn. We measure out-of-time-ordered correlators (OTOCs) [1-4] on two organic molecules suspended in a nematic liquid crystal, and investigate the utility of this data in performing structural learning tasks. We use OTOC measurements to augment molecular dynamics models, and to correct for known approximations in the underlying force fields. We demonstrate the utility of OTOCs in these models by estimating the mean ortho-meta H-H distance of toluene and the mean dihedral angle of 3',5'-dimethylbiphenyl, achieving similar accuracy and precision to independent spectroscopic measurements of both quantities. To ameliorate the apparent exponential classical cost of interpreting the above OTOC data, we simulate the molecular OTOCs on a Willow superconducting quantum processor, using AlphaEvolve-optimized [5] quantum circuits and arbitrary-angle fermionic simulation gates. We implement novel zero-noise extrapolation techniques based on the Pauli pathing model of operator dynamics [6], to repeat the learning experiments with root-mean-square error $0.05$ over all circuits used. Our work highlights a computational protocol to interpret many-body echoes from nuclear magnetic systems using low resource quantum computation.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2510_19550
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	Quantum computation of molecular geometry via many-body nuclear spin echoes Zhang, C. Cortiñas, R. G. Karamlou, A. H. Noll, N. Provazza, J. Bausch, J. Shirobokov, S. White, A. Claassen, M. Kang, S. H. Senior, A. W. Tomašev, N. Gross, J. Lee, K. Schuster, T. Huggins, W. J. Celik, H. Greene, A. Kozlovskii, B. Heras, F. J. H. Bengtsson, A. Dau, A. Grajales Drozdov, I. Ying, B. Livingstone, W. Sivak, V. Yosri, N. Quintana, C. Abanin, D. Abbas, A. Acharya, R. Beni, L. Aghababaie Aigeldinger, G. Alcaraz, R. Alcaraz, S. Andersen, T. I. Ansmann, M. Arute, F. Arya, K. Askew, W. Astrakhantsev, N. Atalaya, J. Ballard, B. Bardin, J. C. Bates, H. Karimi, M. Bigdeli Bilmes, A. Bilodeau, S. Borjans, F. Bourassa, A. Bovaird, J. Bowers, D. Brill, L. Brooks, P. Broughton, M. Browne, D. A. Buchea, B. Buckley, B. B. Burger, T. Burkett, B. Busnaina, J. Bushnell, N. Cabrera, A. Campero, J. Chang, H. -S. Chen, S. Chen, Z. Chiaro, B. Chih, L. -Y. Cleland, A. Y. Cochrane, B. Cockrell, M. Cogan, J. Collins, R. Conner, P. Cook, H. Courtney, W. Crook, A. L. Curtin, B. Das, S. Damyanov, M. Debroy, D. M. De Lorenzo, L. Demura, S. De Rose, L. B. Di Paolo, A. Donohoe, P. Dunsworth, A. Ehimhen, V. Eickbusch, A. Elbag, A. M. Ella, L. Elzouka, M. Enriquez, D. Erickson, C. Ferreira, V. S. Flores, M. Burgos, L. Flores Forati, E. Ford, J. Fowler, A. G. Foxen, B. Fukami, M. Fung, A. W. L. Fuste, L. Ganjam, S. Garcia, G. Garrick, C. Gasca, R. Gehring, H. Geiger, R. Genois, É. Giang, W. Gidney, C. Gilboa, D. Goeders, J. E. Gonzales, E. C. Gosula, R. de Graaf, S. J. Graumann, D. Grebel, J. Guerrero, J. Guimarães, J. D. Ha, T. Habegger, S. Hadick, T. Hadjikhani, A. Harrigan, M. P. Harrington, S. D. Hartshorn, J. Heslin, S. Heu, P. Higgott, O. Hiltermann, R. Hilton, J. Huang, H. -Y. Hucka, M. Hudspeth, C. Huff, A. Jeffrey, E. Jevons, S. Jiang, Z. Jin, X. Joshi, C. Juhas, P. Kabel, A. Kang, H. Kang, K. Kaufman, R. Kechedzhi, K. Khattar, T. Khezri, M. Kim, S. King, R. Kiss, O. Klimov, P. V. Knaut, C. M. Kobrin, B. Kostritsa, F. Kreikebaum, J. M. Kudo, R. Kueffler, B. Kumar, A. Kurilovich, V. D. Kutsko, V. Lacroix, N. Landhuis, D. Lange-Dei, T. Langley, B. W. Laptev, P. Lau, K. -M. Guevel, L. Le Ledford, J. Lee, J. Lester, B. J. Leung, W. Li, L. Li, W. Y. Li, M. Lill, A. T. Lloyd, M. T. Locharla, A. Lundahl, D. Lunt, A. Madhuk, S. Maiti, A. Maloney, A. Mandra, S. Martin, L. S. Martin, O. Mascot, E. Das, P. Masih Maslov, D. Mathews, M. Maxfield, C. McClean, J. R. McEwen, M. Meeks, S. Miao, K. C. Molavi, R. Molina, S. Montazeri, S. Neill, C. Newman, M. Nguyen, A. Nguyen, M. Ni, C. -H. Niu, M. Y. Oas, L. Orosco, R. Ottosson, K. Pagano, A. Peek, S. Peterson, D. Pizzuto, A. Portoles, E. Potter, R. Pritchard, O. Qian, M. Ranadive, A. Reagor, M. J. Resnick, R. Rhodes, D. M. Riley, D. Roberts, G. Rodriguez, R. Ropes, E. Rosenberg, E. Rosenfeld, E. Rosenstock, D. Rossi, E. Rower, D. A. Rudolph, M. S. Salazar, R. Sankaragomathi, K. Sarihan, M. C. Satzinger, K. J. Schaefer, M. Schroeder, S. Schurkus, H. F. Shahingohar, A. Shearn, M. J. Shorter, A. Shutty, N. Shvarts, V. Small, S. Smith, W. C. Sobel, D. A. Somma, R. D. Spells, B. Springer, S. Sterling, G. Suchard, J. Szasz, A. Sztein, A. Taylor, M. Thiruraman, J. P. Thor, D. Timucin, D. Tomita, E. Torres, A. Torunbalci, M. M. Tran, H. Vaishnav, A. Vargas, J. Vdovichev, S. Vidal, G. Heidweiller, C. Vollgraff Voorhees, M. Waltman, S. Waltz, J. Wang, S. X. Ware, B. Watson, J. D. Wei, Y. Weidel, T. White, T. Wong, K. Woo, B. W. K. Wood, C. J. Woodson, M. Xing, C. Yao, Z. J. Yeh, P. Yoo, J. Young, E. Young, G. Zalcman, A. Zhang, R. Zhang, Y. Zhu, N. Zobrist, N. Zou, Z. Bortoli, G. Boixo, S. Chen, J. Chen, Y. Devoret, M. Hansen, M. Jones, C. Kelly, J. Kohli, P. Korotkov, A. Lucero, E. Manyika, J. Matias, Y. Megrant, A. Neven, H. Oliver, W. D. Ramachandran, G. Babbush, R. Smelyanskiy, V. Roushan, P. Kafri, D. Sarpong, R. Berry, D. W. Ramanathan, C. Mi, X. Bengs, C. Ajoy, A. Minev, Z. K. Rubin, N. C. O'Brien, T. E. Quantum Physics Quantum-information-inspired experiments in nuclear magnetic resonance spectroscopy may yield a pathway towards determining molecular structure and properties that are otherwise challenging to learn. We measure out-of-time-ordered correlators (OTOCs) [1-4] on two organic molecules suspended in a nematic liquid crystal, and investigate the utility of this data in performing structural learning tasks. We use OTOC measurements to augment molecular dynamics models, and to correct for known approximations in the underlying force fields. We demonstrate the utility of OTOCs in these models by estimating the mean ortho-meta H-H distance of toluene and the mean dihedral angle of 3',5'-dimethylbiphenyl, achieving similar accuracy and precision to independent spectroscopic measurements of both quantities. To ameliorate the apparent exponential classical cost of interpreting the above OTOC data, we simulate the molecular OTOCs on a Willow superconducting quantum processor, using AlphaEvolve-optimized [5] quantum circuits and arbitrary-angle fermionic simulation gates. We implement novel zero-noise extrapolation techniques based on the Pauli pathing model of operator dynamics [6], to repeat the learning experiments with root-mean-square error $0.05$ over all circuits used. Our work highlights a computational protocol to interpret many-body echoes from nuclear magnetic systems using low resource quantum computation.
title	Quantum computation of molecular geometry via many-body nuclear spin echoes
topic	Quantum Physics
url	https://arxiv.org/abs/2510.19550

Similar Items