論文の概要: Simulating Chemistry with Fermionic Optical Superlattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05663v1
- Date: Mon, 9 Sep 2024 14:35:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 14:19:16.223879
- Title: Simulating Chemistry with Fermionic Optical Superlattices
- Title（参考訳）: フェルミオン型光学超格子による化学シミュレーション
- Authors: Fotios Gkritsis, Daniel Dux, Jin Zhang, Naman Jain, Christian Gogolin, Philipp M. Preiss,
- Abstract要約: 量子化学における変分最適化のための量子数保存Ans"atzeは、光学超格子における超低温フェルミオンへのエレガントなマッピングであることを示す。
任意の分子ハミルトニアンに対する試験基底状態を作成し、その分子エネルギーを格子内で測定することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7521403951088934
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We show that quantum number preserving Ans\"atze for variational optimization in quantum chemistry find an elegant mapping to ultracold fermions in optical superlattices. Using native Hubbard dynamics, trial ground states for arbitrary molecular Hamiltonians can be prepared and their molecular energies measured in the lattice. The scheme requires local control over interactions and chemical potentials and global control over tunneling dynamics, but foregoes the need for optical tweezers, shuttling operations, or long-range interactions. We describe a complete compilation pipeline from the molecular Hamiltonian to the sequence of lattice operations, thus providing a concrete link between quantum simulation and chemistry. Our work enables the application of recent quantum algorithmic techniques, such as Double Factorization and quantum Tailored Coupled Cluster, to present-day fermionic optical lattice systems with significant improvements in the required number of experimental repetitions. We provide detailed quantum resource estimates for small non-trivial hardware experiments.
- Abstract（参考訳）: 量子化学における変分最適化のための量子数保存Ans\atzeは、光学超格子における超低温フェルミオンへのエレガントなマッピングであることを示す。
ネイティブハバード力学を用いて任意の分子ハミルトニアンの試験基底状態を作成し、格子内で分子エネルギーを測定できる。
この方式では、相互作用と化学的ポテンシャルを局所的に制御し、トンネル力学をグローバルに制御する必要があるが、光ツイーザー、シャットリング操作、長距離相互作用の必要性を予見する。
分子ハミルトニアンから格子演算の列への完全なコンパイルパイプラインを記述し、量子シミュレーションと化学の具体的なリンクを提供する。
我々の研究は、現在のフェルミオン型光学格子系に、Double Factorization(英語版)やQuantum Tailored Coupled Cluster(英語版)のような最近の量子アルゴリズム技術の応用を可能にする。
我々は、小さな非自明なハードウェア実験のために、詳細な量子リソース推定を提供する。
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