論文の概要: Quantifying fault tolerant simulation of strongly correlated systems using the Fermi-Hubbard model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.06511v1
- Date: Mon, 10 Jun 2024 17:50:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-11 12:29:56.369616
- Title: Quantifying fault tolerant simulation of strongly correlated systems using the Fermi-Hubbard model
- Title（参考訳）: Fermi-Hubbardモデルを用いた強相関系の耐故障性シミュレーションの定量化
- Authors: Anjali A. Agrawal, Tyler L. Wilson, S. N. Saadatmand, Mark J. Hodson, Josh Y. Mutus, Athena Caesura, Peter D. Johnson, Alexander F. Kemper,
- Abstract要約: 強い相関のある物質の全体的理解を構築することが重要である。
フォールトトレラントな量子コンピュータは、これらの困難を克服するための道として提案されている。
我々は, 耐故障性量子コンピュータを用いて, 実験量を得るために必要な資源コストを見積もる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.45444481504274
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Understanding the physics of strongly correlated materials is one of the grand challenge problems for physics today. A large class of scientifically interesting materials, from high-$T_c$ superconductors to spin liquids, involve medium to strong correlations, and building a holistic understanding of these materials is critical. Doing so is hindered by the competition between the kinetic energy and Coulomb repulsion, which renders both analytic and numerical methods unsatisfactory for describing interacting materials. Fault-tolerant quantum computers have been proposed as a path forward to overcome these difficulties, but this potential capability has not yet been fully assessed. Here, using the multi-orbital Fermi-Hubbard model as a representative model and a source of scalable problem specifications, we estimate the resource costs needed to use fault-tolerant quantum computers for obtaining experimentally relevant quantities such as correlation function estimation. We find that advances in quantum algorithms and hardware will be needed in order to reduce quantum resources and feasibly address utility-scale problem instances.
- Abstract（参考訳）: 強い相関を持つ物質の物理学を理解することは、今日の物理学の大きな課題の1つである。
高いT_c$超伝導体からスピン液体まで、多くの科学的に興味深い物質が中性から強い相関関係を持ち、これらの物質を総合的に理解することは非常に重要である。
運動エネルギーとクーロン反発の競合によって妨げられ、相互作用する物質を記述するのに不十分な解析的手法と数値的手法の両方が引き起こされる。
フォールトトレラントな量子コンピュータはこれらの困難を克服するための道として提案されているが、この潜在的な能力はまだ十分に評価されていない。
本稿では,多軌道モデルであるFermi-Hubbardモデルを代表モデルおよび拡張性のある問題仕様の情報源として利用し,相関関数推定などの実験的な量の取得にフォールトトレラント量子コンピュータを使用するために必要な資源コストを推定する。
量子アルゴリズムとハードウェアの進歩は、量子資源を減らし、実用規模の問題インスタンスに対処するために必要となる。
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