論文の概要: Self-Consistent Determination of Single-Impurity Anderson Model Using Hybrid Quantum-Classical Approach on a Spin Quantum Simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.07808v1
- Date: Thu, 10 Oct 2024 10:49:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-31 14:46:14.544728
- Title: Self-Consistent Determination of Single-Impurity Anderson Model Using Hybrid Quantum-Classical Approach on a Spin Quantum Simulator
- Title（参考訳）: スピン量子シミュレータへのハイブリッド量子古典的アプローチによる単一不純物アンダーソンモデルの自己整合性決定
- Authors: Xinfang Nie, Xuanran Zhu, Yu-ang Fan, Xinyue Long, Hongfeng Liu, Keyi Huang, Cheng Xi, Liangyu Che, Yuxuan Zheng, Yufang Feng, Xiaodong Yang, Dawei Lu,
- Abstract要約: 本稿では,相関物質に対するハイブリッド量子古典的アプローチを実験的に実証する。
我々は計算の最も計算に要求される側面、すなわちグリーン関数の計算に対処する。
制御率の高い量子ビットの数は増え続けており、実験結果によりさらに複雑なモデルの解法が導かれる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.5919681412083038
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The accurate determination of the electronic structure of strongly correlated materials using first principle methods is of paramount importance in condensed matter physics, computational chemistry, and material science. However, due to the exponential scaling of computational resources, incorporating such materials into classical computation frameworks becomes prohibitively expensive. In 2016, Bauer et al. proposed a hybrid quantum-classical approach to correlated materials Phys. Rev. X 6, 031045 (2016)}] that can efficiently tackle the electronic structure of complex correlated materials. Here, we experimentally demonstrate that approach to tackle the computational challenges associated with strongly correlated materials. By seamlessly integrating quantum computation into classical computers, we address the most computationally demanding aspect of the calculation, namely the computation of the Green's function, using a spin quantum processor. Furthermore, we realize a self-consistent determination of the single impurity Anderson model through a feedback loop between quantum and classical computations. A quantum phase transition in the Hubbard model from the metallic phase to the Mott insulator is observed as the strength of electron correlation increases. As the number of qubits with high control fidelity continues to grow, our experimental findings pave the way for solving even more complex models, such as strongly correlated crystalline materials or intricate molecules.
- Abstract（参考訳）: 第一原理法を用いて強相関物質の電子構造を正確に決定することは、凝縮物質物理学、計算化学、材料科学において最重要となる。
しかし、計算資源の急激なスケーリングにより、そのような材料を古典的な計算フレームワークに組み込むことは違法にコストがかかる。
2016年、バウアーらは相関物質Physに対するハイブリッド量子古典的アプローチを提案した。
複雑な相関物質の電子構造に効果的に取り組むことができるX6,031045 (2016)}]。
ここでは, 強い相関性を持つ材料にかかわる計算課題に対処するためのアプローチを実験的に示す。
量子計算を古典コンピュータにシームレスに統合することにより、計算の最も計算に要求される側面、すなわちスピン量子プロセッサを用いたグリーン関数の計算に対処する。
さらに,量子計算と古典計算のフィードバックループを用いて,単一不純物アンダーソンモデルの自己整合性決定を実現する。
金属相からモット絶縁体へのハバードモデルの量子相転移は、電子相関の強さが増加するにつれて観測される。
制御率の高い量子ビットの数は増え続けており、我々の実験結果により、強い相関を持つ結晶性物質や複雑な分子といった、より複雑なモデルの解法が導かれる。
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