論文の概要: Requirements for building effective Hamiltonians using quantum-enhanced
density matrix downfolding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.01043v1
- Date: Sat, 2 Mar 2024 00:27:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-05 15:26:24.833975
- Title: Requirements for building effective Hamiltonians using quantum-enhanced
density matrix downfolding
- Title（参考訳）: 量子エンハンス密度行列ダウンフォールディングを用いた有効ハミルトニアン構築のための要件
- Authors: Shivesh Pathak, Antonio E. Russo, Stefan Seritan, Alicia B. Magann,
Eric Bobrow, Andrew J. Landahl, Andrew D. Baczewski
- Abstract要約: 密度行列ダウンフォールディング(DMD)は、量子多体ハミルトニアンから低エネルギー有効ハミルトニアンを退避させる技術である。
DMDの古典的実装の精度の制限要因の1つは、体系的誤りの定量化が難しいことである。
本稿では,この制限を回避するためのハイブリッド量子古典プロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Density matrix downfolding (DMD) is a technique for regressing low-energy
effective Hamiltonians from quantum many-body Hamiltonians. One limiting factor
in the accuracy of classical implementations of DMD is the presence of
difficult-to-quantify systematic errors attendant to sampling the observables
of quantum many-body systems on an approximate low-energy subspace. We propose
a hybrid quantum-classical protocol for circumventing this limitation, relying
on the prospective ability of quantum computers to efficiently prepare and
sample from states in well-defined low-energy subspaces with systematically
improvable accuracy. We introduce three requirements for when this is possible,
including a notion of compressibility that quantifies features of Hamiltonians
and low-energy subspaces thereof for which quantum DMD might be efficient.
Assuming that these requirements are met, we analyze design choices for our
protocol and provide resource estimates for implementing quantum-enhanced DMD
on both the doped 2-D Fermi-Hubbard model and an ab initio model of a cuprate
superconductor.
- Abstract（参考訳）: 密度行列ダウンフォールディング(DMD)は、量子多体ハミルトニアンから低エネルギー有効ハミルトニアンを退避させる技術である。
DMDの古典的実装の精度の制限要因の1つは、近似低エネルギー部分空間上の量子多体系の観測可能性のサンプリングに付随する難解な体系的誤差の存在である。
本稿では,この制限を回避するためのハイブリッドな量子古典的プロトコルを提案する。
我々は、ハミルトニアンの性質を定量化する圧縮可能性の概念と、その量子dmdが効率的であるような低エネルギー部分空間を含む、これが可能な場合の3つの要件を導入する。
これらの要件を満たすと仮定すると、我々は、我々のプロトコルの設計選択を分析し、ドープされた2次元フェルミ-ハッバードモデルと銅酸化物超伝導体のアブイニシアトモデルの両方で量子強化MDを実装するためのリソース推定を提供する。
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