論文の概要: Simulating a ring-like Hubbard system with a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.06428v1
• Date: Tue, 13 Apr 2021 18:08:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 23:23:07.256670
• Title: Simulating a ring-like Hubbard system with a quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータによるリング状ハバードシステムのシミュレーション
• Authors: Philippe Suchsland, Panagiotis Kl. Barkoutsos, Ivano Tavernelli, Mark H. Fischer, Titus Neupert
• Abstract要約: 量子多体問題を解くために、現在の量子コンピューティングハードウェアを使用するワークフローを開発する。 本研究では, ホッピング振幅が変化するにつれて, 生成物状態から内在的に相互作用する基底状態への遷移を示す4サイトハバード環について検討した。 我々は、この遷移を見つけ、IBM量子コンピュータ上で実行される変分量子アルゴリズムを用いて、高精度な定量精度で基底状態エネルギーを解く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We develop a workflow to use current quantum computing hardware for solving quantum many-body problems, using the example of the fermionic Hubbard model. Concretely, we study a four-site Hubbard ring that exhibits a transition from a product state to an intrinsically interacting ground state as hopping amplitudes are changed. We locate this transition and solve for the ground state energy with high quantitative accuracy using a variational quantum algorithm executed on an IBM quantum computer. Our results are enabled by a variational ansatz that takes full advantage of the maximal set of commuting $\mathbb{Z}_2$ symmetries of the problem and a Lanczos-inspired error mitigation algorithm. They are a benchmark on the way to exploiting near term quantum simulators for quantum many-body problems.
• Abstract（参考訳）: 我々は、フェルミオンハバードモデルの例を用いて、量子多体問題を解決するために現在の量子コンピューティングハードウェアを使用するワークフローを開発する。 具体的には,ホッピング振幅が変化するにつれて,製品状態から内在的に相互作用する基底状態への遷移を示す4サイトハバードリングについて検討する。 我々は,ibm量子コンピュータ上で実行される変分量子アルゴリズムを用いて,この遷移を同定し,高精度な基底状態エネルギーを求める。 この結果は、問題の可換な$\mathbb{z}_2$対称性の最大集合と、lanczosに触発されたエラー緩和アルゴリズムをフル活用した変分 ansatz によって実現されている。 それらは、量子多体問題に対する短期量子シミュレータの活用のためのベンチマークである。

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