論文の概要: Simulating the Fermi-Hubbard model with long-range hopping on a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.07789v1
• Date: Thu, 10 Oct 2024 10:19:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-10-31 14:56:00.907649
• Title: Simulating the Fermi-Hubbard model with long-range hopping on a quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ上での長距離ホッピングによるFermi-Hubbardモデルシミュレーション
• Authors: Tatiana A. Bespalova, Karlo Delić, Guido Pupillo, Francesco Tacchino, Ivano Tavernelli,
• Abstract要約: 地上および励起状態の計算を行うための量子回路を提供する。 我々は,L=6部位と周期境界条件のチェーン上でのアプローチをベンチマークした。
• 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 investigate the performance and accuracy of digital quantum algorithms for the study of static and dynamic properties of the fermionic Hubbard model at half-filling with next-nearest neighbour hopping terms. We provide quantum circuits to perform ground and excited states calculations, via the Variational Quantum Eigensolver (VQE) and the Quantum Equation of Motion (qEOM) approach respectively, as well as product formulas decompositions for time evolution. We benchmark our approach on a chain with L=6 sites and periodic boundary conditions, computing the charge and spin gaps, the spectral function and spin-spin dynamic correlations. Our results for the ground state phase diagram are in qualitative agreement with known results in the thermodynamic limit. Finally, we provide concrete scalings for the number of gates needed to implement our protocols on a qubit register with all-to-all connectivities and on a heavy hexagonal coupling map.
• Abstract（参考訳）: フェミオンハバード模型の半減期における静的および動的特性の研究のために, ディジタル量子アルゴリズムの性能と精度について検討した。 変動量子固有解器 (VQE) と量子運動方程式 (qEOM) を用いて基底状態と励起状態の計算を行い, 時間発展のための積公式分解を行う。 我々は,L=6部位と周期境界条件,電荷とスピンギャップの計算,スペクトル関数,スピンスピンの動的相関のチェーンに対するアプローチをベンチマークした。 基底状態相図の結果は、熱力学限界における既知の結果と定性的に一致している。 最後に,全接続性を持つqubitレジスタやヘキサゴナルカップリングマップ上で,プロトコルの実装に必要なゲート数について,具体的なスケーリングを行う。

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