論文の概要: Quantum Assisted Ghost Gutzwiller Ansatz

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.21431v1
• Date: Thu, 26 Jun 2025 16:15:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-27 19:53:10.184553
• Title: Quantum Assisted Ghost Gutzwiller Ansatz
• Title（参考訳）: 量子支援ゴーストグッツウィラー・アンザッツ
• Authors: P. V. Sriluckshmy, François Jamet, Fedor Šimkovic IV,
• Abstract要約: 我々は,量子コンピュータの助けを借りて,ハミルトニアンの基底状態特性を計算するハイブリッド量子古典gGut技術を開発した。 本稿では,Bethe格子上のFermi-Hubbardモデルにおいて,金属-絶縁体相転移を正確に捉えた収束gGut計算について報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The ghost Gutzwiller ansatz (gGut) embedding technique was shown to achieve comparable accuracy to the gold standard dynamical mean-field theory method in simulating real material properties, yet at a much lower computational cost. Despite that, gGut is limited by the algorithmic bottleneck of computing the density matrix of the underlying effective embedding model, a quantity which must be converged within a self-consistent embedding loop. We develop a hybrid quantum-classical gGut technique which computes the ground state properties of embedding Hamiltonians with the help of a quantum computer, using the sample-based quantum-selected configuration interaction (QSCI) algorithm. We study the applicability of SCI-based methods to the evaluation of the density of states for single-band Anderson impurity models within gGut and find that such ground states of interest become sufficiently sparse in the CI basis as the number of ghost orbitals is increased. Further, we investigate the performance of QSCI using local unitary cluster Jastrow (LUCJ) variational quantum states in combination with a circuit cutting technique, prepared on IQM's quantum hardware for system sizes of up to 11 ghost orbitals, equivalent to 24 qubits. We report converged gGut calculations which correctly capture the metal-to-insulator phase transition in the Fermi-Hubbard model on the Bethe lattice by using quantum samples to build an SCI basis with as little as $1\%$ of the total CI basis states.
• Abstract（参考訳）: ゴーストグッツウィラー・アンザッツ(gGut)埋め込み技術は、実材料特性をシミュレートする金標準力学平均場理論法と同等の精度で計算コストを抑えた。 それにもかかわらず、gGutは、基礎となる有効埋め込みモデルの密度行列を計算するアルゴリズム上のボトルネックによって制限されている。 量子コンピュータの助けを借りてハミルトニアンの基底状態特性を,サンプルベース量子選択構成相互作用(QSCI)アルゴリズムを用いて計算するハイブリッド量子古典gGut法を開発した。 本研究では,gGut内の単バンドアンダーソン不純物モデルにおける状態密度評価へのSCI法の適用性を検討した。 さらに,局所ユニタリクラスタ Jastrow (LUCJ) 変動量子状態と回路切断技術を組み合わせたQSCIの性能について検討した。 本稿では,ベーテ格子上でのFermi-Hubbardモデルにおける金属-絶縁体相転移を,量子サンプルを用いて正確に把握し,SCIベースを構築するための収束gGut計算について報告する。

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