論文の概要: Dynamical mean-field theory for the Hubbard-Holstein model on a quantum
device
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.01860v1
- Date: Thu, 5 Jan 2023 00:36:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-08 22:07:25.344422
- Title: Dynamical mean-field theory for the Hubbard-Holstein model on a quantum
device
- Title(参考訳): 量子デバイス上のハバード・ホルシュタイン模型の動的平均場理論
- Authors: Steffen Backes, Yuta Murakami, Shiro Sakai, Ryotaro Arita
- Abstract要約: 本稿では,IBM 27-qubit Quantum Falcon Processor Kawasaki上でのHubbard-Holsteinモデルに対する動的平均場理論(DMFT)不純物問題の解法について報告する。
これにより、周波数依存相互作用を伴うボゾン自由度と不純物問題に結合した強い相関電子系を研究できる可能性が開ける。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent developments in quantum hardware and quantum algorithms have made it
possible to utilize the capabilities of current noisy intermediate-scale
quantum devices for addressing problems in quantum chemistry and condensed
matter physics. Here we report a demonstration of solving the dynamical
mean-field theory (DMFT) impurity problem for the Hubbard-Holstein model on the
IBM 27-qubit Quantum Falcon Processor Kawasaki, including self-consistency of
the DMFT equations. This opens up the possibility to investigate strongly
correlated electron systems coupled to bosonic degrees of freedom and impurity
problems with frequency-dependent interactions. The problem involves both
fermionic and bosonic degrees of freedom to be encoded on the quantum device,
which we solve using a recently proposed Krylov variational quantum algorithm
to obtain the impurity Green's function. We find the resulting spectral
function to be in good agreement with the exact result, exhibiting both
correlation and plasmonic satellites and significantly surpassing the accuracy
of standard Trotter-expansion approaches. Our results provide an essential
building block to study electronic correlations and plasmonic excitations on
future quantum computers with modern ab initio techniques.
- Abstract(参考訳): 量子ハードウェアや量子アルゴリズムの最近の進歩により、量子化学や凝縮体物理学の問題を解決するために、現在のノイズの多い中間スケール量子デバイスの能力を利用できるようになった。
本稿では,IBM 27-qubit Quantum Falcon Processor Kawasaki上でのHubbard-Holsteinモデルに対する動的平均場理論(DMFT)の不純物問題の解法について述べる。
これにより、周波数依存相互作用を伴うボソニック自由度と不純物問題に結合した強相関電子系を研究できる可能性が開ける。
この問題は、量子デバイス上でエンコードされるフェルミオンとボゾンの自由度の両方に関係し、最近提案されたKrylov変分量子アルゴリズムを用いて不純物グリーンの関数を求める。
得られたスペクトル関数は正確な結果とよく一致し、相関衛星とプラズモニック衛星の両方を示し、標準トロッター展開手法の精度を大幅に上回っている。
本研究は、将来の量子コンピュータにおける電子相関やプラズモニック励起を現代のab initio技術で研究する上で不可欠な構成要素である。
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