論文の概要: Exploring thermal equilibria of the Fermi-Hubbard model with variational quantum algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.09292v2
• Date: Thu, 13 Jun 2024 12:58:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-15 00:06:54.666790
• Title: Exploring thermal equilibria of the Fermi-Hubbard model with variational quantum algorithms
• Title（参考訳）: 変分量子アルゴリズムによるフェルミ・ハバードモデルの熱平衡の探索
• Authors: Jack Y. Araz, Michael Spannowsky, Matthew Wingate,
• Abstract要約: 本研究では, 化学ポテンシャルを持つフェルミ・ハバードモデルの熱特性について検討した。 本研究では,Fermi-Hubbardモデルの熱特性のシミュレーションにおける変分アルゴリズムの可能性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This study investigates the thermal properties of the repulsive Fermi-Hubbard model with chemical potential using variational quantum algorithms, crucial in comprehending particle behaviour within lattices at high temperatures in condensed matter systems. Conventional computational methods encounter challenges, especially in managing chemical potential, prompting exploration into Hamiltonian approaches. Despite the promise of quantum algorithms, their efficacy is hampered by coherence limitations when simulating extended imaginary time evolution sequences. To overcome such constraints, this research focuses on optimising variational quantum algorithms to probe the thermal properties of the Fermi-Hubbard model. Physics-inspired circuit designs are tailored to alleviate coherence constraints, facilitating a more comprehensive exploration of materials at elevated temperatures. Our study demonstrates the potential of variational algorithms in simulating the thermal properties of the Fermi-Hubbard model while acknowledging limitations stemming from error sources in quantum devices and encountering barren plateaus.
• Abstract（参考訳）: 本研究は, 変分量子アルゴリズムを用いた化学ポテンシャルを持つフェルミ・ハッバードモデルの熱的性質を, 凝縮物質系の高温における格子内粒子挙動の解明に不可欠である。 従来の計算手法は、特に化学ポテンシャルの管理において問題に遭遇し、ハミルトンのアプローチを探求する。 量子アルゴリズムの約束にもかかわらず、その有効性は、拡張された想像時間進化シーケンスをシミュレートする際のコヒーレンス制限によって妨げられる。 このような制約を克服するために、この研究は変分量子アルゴリズムを最適化し、フェルミ・ハッバードモデルの熱的性質を探索することに焦点を当てる。 物理にインスパイアされた回路設計は、コヒーレンスの制約を緩和し、高温で物質をより包括的に探索するのに役立つ。 本研究では,フェルミ・ハバードモデルの温度特性をシミュレーションする上で,量子デバイスにおける誤差源やバレンプラトーに遭遇する限界を認識しながら,変分アルゴリズムの可能性を示す。

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