論文の概要: Holographic simulation of correlated electrons on a trapped ion quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10810v3
• Date: Mon, 12 Sep 2022 19:49:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 00:37:23.860145
• Title: Holographic simulation of correlated electrons on a trapped ion quantum processor
• Title（参考訳）: 閉じ込められたイオン量子プロセッサ上の相関電子のホログラフィックシミュレーション
• Authors: Daoheng Niu, Reza Haghshenas, Yuxuan Zhang, Michael Foss-Feig, Garnet Kin-Lic Chan, Andrew C. Potter
• Abstract要約: 我々は,量子積状態(qMPS)形式の相関電子基底状態を作成するホログラフィック量子シミュレーション技術を開発した。 GMP+X法はモット絶縁体やルッティンガー液体金属を含む相関電子状態の物理を忠実に捉えていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.128146097939263
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: We develop holographic quantum simulation techniques to prepare correlated electronic ground states in quantum matrix product state (qMPS) form, using far fewer qubits than the number of orbitals represented. Our approach starts with a holographic technique to prepare a compressed approximation to electronic mean-field ground-states, known as fermionic Gaussian matrix product states (GMPS), with a polynomial reduction in qubit- and (in select cases gate-) resources compared to existing techniques. Correlations are then introduced by augmenting the GMPS circuits in a variational technique which we denote GMPS+X. We demonstrate this approach on Quantinuum's System Model H1 trapped-ion quantum processor for 1$d$ models of correlated metal and Mott insulating states. Focusing on the $1d$ Fermi-Hubbard chain as a benchmark, we show that GMPS+X methods faithfully capture the physics of correlated electron states, including Mott insulators and correlated Luttinger liquid metals, using considerably fewer parameters than problem-agnostic variational circuits.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 量子行列積状態 (qMPS) における相関電子基底状態を作成するためのホログラフィック量子シミュレーション法を開発した。 提案手法は, 電子平均場基底状態に対する圧縮近似であるフェルミオンガウス行列積状態 (GMPS) を, 従来の手法と比較して, キュービットおよび(選択の場合) 資源の多項式還元により生成するホログラフィック手法から始める。 次に、GMPS+Xを示す変分法でGMPS回路を増設することにより相関関係を導出する。 本稿では,QuantinuumのシステムモデルH1トラップイオン量子プロセッサを用いて,相関金属およびモット絶縁状態の1$d$モデルを提案する。 ベンチマークとして1d$Fermi-Hubbard連鎖に着目し,Mott絶縁体やLuttinger液体金属を含む相関電子状態の物理を,問題に依存しない変動回路よりもかなり少ないパラメータで忠実に捉えていることを示す。

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