論文の概要: Adaptive variational quantum computing approaches for Green's functions and nonlinear susceptibilities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.01313v1
• Date: Mon, 1 Jul 2024 14:19:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-03 21:20:18.355733
• Title: Adaptive variational quantum computing approaches for Green's functions and nonlinear susceptibilities
• Title（参考訳）: グリーン関数と非線形感受性に対する適応型変分量子コンピューティングアプローチ
• Authors: Martin Mootz, Thomas Iadecola, Yong-Xin Yao,
• Abstract要約: 本稿では,ハミルトン系の実時間単一粒子グリーン関数と非線形感受性を計算するための量子コンピューティング手法を提案する。 これらのアプローチは、状態の準備と伝播に適応的な変分量子アルゴリズムを利用する。
• 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: We present and benchmark quantum computing approaches for calculating real-time single-particle Green's functions and nonlinear susceptibilities of Hamiltonian systems. The approaches leverage adaptive variational quantum algorithms for state preparation and propagation. Using automatically generated compact circuits, the dynamical evolution is performed over sufficiently long times to achieve adequate frequency resolution of the response functions. We showcase accurate Green's function calculations using a statevector simulator for Fermi-Hubbard chains of 4 and 6 sites, with maximal circuit depth of 65 and 424 layers, respectively. Additionally, we consider an antiferromagnetic quantum spin-1 model that incorporates the Dzyaloshinskii-Moriya interaction to illustrate calculations of the third-order nonlinear susceptibilities, which can be measured in two-dimensional coherent spectroscopy experiments. These results demonstrate that real-time approaches using adaptive parameterized circuits to evaluate linear and nonlinear response functions can be feasible with near-term quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,ハミルトン系の実時間単一粒子グリーン関数と非線形感受性を計算するための量子コンピューティング手法を提案する。 これらのアプローチは、状態の準備と伝播に適応的な変分量子アルゴリズムを利用する。 自動生成されたコンパクト回路を用いて、応答関数の周波数分解に十分な時間をかけて動的進化を行う。 我々は,Fermi-Hubbard 鎖の最大回路深さ 65 および 424 層の状態ベクトルシミュレータを用いて,グリーン関数の正確な計算を行った。 さらに、Dzyaloshinskii-Moriya相互作用を組み込んだ反強磁性量子スピン-1モデルについて、2次元コヒーレント分光実験で測定できる3次の非線形感受性の計算を例証する。 これらの結果から、線形および非線形応答関数を評価するための適応パラメータ化回路を用いたリアルタイムアプローチは、短期量子プロセッサで実現可能であることが示された。

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