論文の概要: Lattice stitching by eigenvector continuation for Holstein polaron
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.04500v1
- Date: Thu, 06 Feb 2025 21:00:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-10 14:55:43.591100
- Title: Lattice stitching by eigenvector continuation for Holstein polaron
- Title（参考訳）: 固有ベクトル連続法によるホルスタイン・ポーラロンの格子縫合
- Authors: Elham Torabian, Roman V. Krems,
- Abstract要約: 拡張格子におけるホルシュタインモデルに対する最小固有値と固有ベクトルを構成するアルゴリズムを示す。
これにより、計算ヒルベルト空間は指数的に減少する。
我々は、100個のサイトと32個のサイトフォノンを持つ格子内のホルシュタイン・ポーラロンの基底状態が、11量子ビットの変分量子固有解法によって計算可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Simulations of lattice particle - phonon systems are fundamentally restricted by the exponential growth of the number of quantum states with the lattice size. Here, we demonstrate an algorithm that constructs the lowest eigenvalue and eigenvector for the Holstein model in extended lattices from eigenvalue problems for small, independent lattice segments. This leads to exponential reduction of the computational Hilbert space and allows applications of variational quantum algorithms to particle - phonon interactions in large lattices. We illustrate that the ground state of the Holstein polaron in the entire range of electron - phonon coupling, from weak to strong, and the lowest phonon frequency ($\omega/t = 0.1$) considered by numerical calculations to date can be obtained from a sequence of up to four-site problems. When combined with quantum algorithms, the present approach leads to a dramatic reduction of required quantum resources. We show that the ground state of the Holstein polaron in a lattice with 100 sites and 32 site phonons can be computed by a variational quantum eigensolver with 11 qubits.
- Abstract（参考訳）: 格子粒子 - フォノン系のシミュレーションは、格子サイズの量子状態の指数関数的な増加によって、基本的に制限される。
ここでは、小さな独立格子セグメントに対する固有値問題から、拡張格子におけるホルシュタインモデルに対する最小固有値と固有ベクトルを構成するアルゴリズムを実証する。
これにより計算ヒルベルト空間が指数関数的に減少し、大きな格子における粒子-フォノン相互作用への変分量子アルゴリズムの適用が可能になる。
電子-フォノンカップリングの全範囲におけるホルスタイン・ポーラロンの基底状態は弱いものから強いものへと変化し、計算によってこれまでに考慮された最も低いフォノン周波数(\omega/t = 0.1$)は、最大4箇所の問題の列から得られる。
量子アルゴリズムと組み合わせると、本手法は必要な量子資源を劇的に削減する。
我々は、100個のサイトと32個のサイトフォノンを持つ格子内のホルスタイン・ポーラロンの基底状態が、11量子ビットの変分量子固有解法によって計算可能であることを示す。
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