論文の概要: Disentangling Interacting Systems with Fermionic Gaussian Circuits: Application to Quantum Impurity Models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.09798v2
• Date: Thu, 09 Jan 2025 15:22:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-10 13:56:30.053011
• Title: Disentangling Interacting Systems with Fermionic Gaussian Circuits: Application to Quantum Impurity Models
• Title（参考訳）: フェルミオンガウス回路を用いた異方性相互作用系:量子不純物モデルへの応用
• Authors: Ang-Kun Wu, Benedikt Kloss, Wladislaw Krinitsin, Matthew T. Fishman, J. H. Pixley, E. M. Stoudenmire,
• Abstract要約: フェルミオンガウス状態の圧縮から得られる一元ゲートによる基底の変化を、様々なテンソルネットワークに対応する量子回路に導入する。 これらの回路は、基底状態の絡み合いエントロピーを低減し、密度行列再正規化群のようなアルゴリズムの性能を向上させることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Tensor network quantum states are powerful tools for strongly correlated systems, tailored to capture local correlations such as in ground states with entanglement area laws. When applying tensor network states to interacting fermionic systems, a proper choice of the basis or orbitals can reduce the bond dimension of tensors and provide physically relevant orbitals. We introduce such a change of basis with unitary gates obtained from compressing fermionic Gaussian states into quantum circuits corresponding to various tensor networks. These circuits can reduce the ground state entanglement entropy and improve the performance of algorithms such as the density matrix renormalization group. We study the Anderson impurity model with one and two impurities to show the potential of the method for improving computational efficiency and interpreting impurity physics. Furthermore, fermionic Gaussian circuits can also suppress entanglement during the time evolution out of low-energy state. Last, we consider Gaussian multi-scale entanglement renormalization ansatz (GMERA) circuits which compress fermionic Gaussian states hierarchically. The emergent coarse-grained physical models from these GMERA circuits are studied in terms of their entanglement properties and suitability for performing time evolution.
• Abstract（参考訳）: テンソルネットワーク量子状態は強い相関系のための強力なツールであり、絡み合う領域の法則を持つ基底状態のような局所的な相関を捉えるのに適したものである。 相互作用するフェルミオン系にテンソルネットワーク状態を適用するとき、基底または軌道の適切な選択はテンソルの結合次元を減少させ、物理的に関連する軌道を与える。 我々は、フェルミオンガウス状態の圧縮から得られるユニタリゲートによる基底の変化を、様々なテンソルネットワークに対応する量子回路に導入する。 これらの回路は、基底状態の絡み合いエントロピーを低減し、密度行列再正規化群のようなアルゴリズムの性能を向上させることができる。 計算効率の向上と不純物物理の解釈のための手法の可能性を示すために, 1 と 2 の不純物を用いたアンダーソン不純物モデルについて検討した。 さらに、フェルミオン型ガウス回路は低エネルギー状態からの時間進化時の絡みを抑制することができる。 最後に、フェルミオン型ガウス状態を階層的に圧縮するガウス型マルチスケールエンタングルメント再正規化アンサッツ(GMERA)回路について考察する。 これらのGMERA回路からの創発的な粗粒状物理モデルについて,その絡み合い特性と時間発展に適する可能性の観点から検討した。

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