論文の概要: Scalable tensor network algorithm for quantum impurity problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12722v1
- Date: Thu, 17 Jul 2025 01:59:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.316951
- Title: Scalable tensor network algorithm for quantum impurity problems
- Title（参考訳）: 量子不純物問題に対するスケーラブルテンソルネットワークアルゴリズム
- Authors: Zhijie Sun, Ruofan Chen, Zhenyu Li, Chu Guo,
- Abstract要約: グラスマン時間進化行列積作用素法は、汎用的な量子不純物解法として大きな可能性を示している。
その主な制限は、その計算コストが不純物フレーバーの数とともに指数関数的に増加することである。
この制限を克服するために,マルチフレーバー拡張を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4775350526606355
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Grassmann time-evolving matrix product operator method has shown great potential as a general-purpose quantum impurity solver, as its numerical errors can be well-controlled and it is flexible to be applied on both the imaginary- and real-time axis. However, a major limitation of it is that its computational cost grows exponentially with the number of impurity flavors. In this work, we propose a multi-flavor extension of it to overcome this limitation. The key insight is that to calculate multi-time correlation functions on one or a few impurity flavors, one could integrate out the degrees of freedom of the rest flavors before hand, which could greatly simplify the calculation. The idea is particularly effective for quantum impurity problems with diagonal hybridization function, i.e., each impurity flavor is coupled to an independent bath, a setting which is commonly used in the field. We demonstrate the accuracy and scalability of our method for the imaginary time evolution of impurity problems with up to three impurity orbitals, i.e., 6 flavors, and benchmark our results against continuous-time quantum Monte Carlo calculations. Our method paves the way of scaling up tensor network algorithms to solve large-scale quantum impurity problems.
- Abstract（参考訳）: グラスマン時間進化行列積演算子は、数値誤差をよく制御でき、虚数軸と実時間軸の両方に適用できるため、汎用的な量子不純物解法として大きな可能性を示している。
しかし、その計算コストが不純物フレーバーの数とともに指数関数的に増加するという大きな制限がある。
本研究では,この制限を克服するために,そのマルチフレーバー拡張を提案する。
重要な洞察は、1つまたは数つの不純物フレーバーの多重時間相関関数を計算するために、手前の残りのフレーバーの自由度を積分することができ、計算を大幅に単純化できるということである。
このアイデアは、対角ハイブリッド化関数を持つ量子不純物問題(すなわち、各不純物フレーバーが独立浴に結合される)に特に有効である。
最大3つの不純物軌道、すなわち6つのフレーバーを持つ不純物問題の想像的時間発展のための手法の精度と拡張性を実証し、連続時間量子モンテカルロ計算と比較した。
提案手法は,大規模量子不純物問題の解法としてテンソルネットワークアルゴリズムをスケールアップする方法である。
関連論文リスト
- Infinite Grassmann time-evolving matrix product operators for non-equilibrium quantum impurity problems [2.4775350526606355]
熱浴と平衡状態にある不純物が時間依存力項によって平衡から追い出される、一般的な非平衡シナリオを考察する。
無限行列積状態の手法を十分に活用でき、結果としてコストが本質的に進化時間に依存しない方法がもたらされることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-06T01:28:30Z) - Solving quantum impurity problems on the L-shaped Kadanoff-Baym contour [0.0]
我々は、最近開発されたグラスマン時間進化行列積作用素(GTEMPO)法を拡張し、カダノフ・バイム輪郭に直接量子不純物問題を解く。
この手法の精度は、非相互作用の場合の正確な解と、実時間および虚時間軸上の既存の計算に対して数値的に証明される。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-08T11:21:06Z) - Real-time Impurity Solver Using Grassmann Time-Evolving Matrix Product Operators [0.0]
本稿では,最近提案されたグラスマン時間進化行列積演算子法に基づく平衡不純物スペクトル関数の計算手法を提案する。
この手法の精度は、単軌道アンダーソン不純物モデルで示され、連続時間量子モンテカルロ法に対してベンチマークされる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T02:20:29Z) - Comparative study on compact quantum circuits of hybrid
quantum-classical algorithms for quantum impurity models [0.0]
変分量子固有解法のようなハイブリッド量子古典アルゴリズムは、量子不純物モデルの潜在的な解として現れる。
これらのアルゴリズムの一般的な課題は、不純物中のスピン軌道の数で変動パラメータの数が急速に増加することである。
本研究は, 精度を犠牲にすることなく, 変動パラメータが少ない大規模量子シミュレーションにおいて, 複雑な不純物モデルに対処する可能性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-07T07:39:01Z) - Equilibrium Quantum Impurity Problems via Matrix Product State Encoding
of the Retarded Action [0.0]
本稿では,リタードアクションを行列積状態(RAMPS)として表す計算能力について検討する。
逆温度の弱い電力法則としての数値誤差スケーリングを伴って,RAMPS のアプローチが様々な相互作用強度 (U$) で近藤政権に確実に到達できることを実証した。
以上の結果から,RAMPSアプローチは,確立された手法に挑戦する体制における量子不純物問題研究の代替手段としての可能性を示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T18:00:01Z) - Robust Extraction of Thermal Observables from State Sampling and
Real-Time Dynamics on Quantum Computers [49.1574468325115]
我々は、状態の密度、特にその非負性性に制約を課す手法を導入し、この方法で、ノイズのある時系列からボルツマン重みを確実に抽出できることを示す。
本研究により,今日の量子コンピュータにおける時系列アルゴリズムの実装により,多体量子系の有限温度特性の研究が可能となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-30T18:00:05Z) - A hybrid quantum-classical algorithm for multichannel quantum scattering
of atoms and molecules [62.997667081978825]
原子と分子の衝突に対するシュリンガー方程式を解くためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムはコーン変分原理の$S$-matrixバージョンに基づいており、基本散乱$S$-matrixを計算する。
大規模多原子分子の衝突をシミュレートするために,アルゴリズムをどのようにスケールアップするかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-12T18:10:47Z) - Towards Neural Variational Monte Carlo That Scales Linearly with System
Size [67.09349921751341]
量子多体問題(Quantum many-body problem)は、例えば高温超伝導体のようなエキゾチックな量子現象をデミストする中心である。
量子状態を表すニューラルネットワーク(NN)と変分モンテカルロ(VMC)アルゴリズムの組み合わせは、そのような問題を解決する上で有望な方法であることが示されている。
ベクトル量子化技術を用いて,VMCアルゴリズムの局所エネルギー計算における冗長性を利用するNNアーキテクチャVector-Quantized Neural Quantum States (VQ-NQS)を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-21T19:00:04Z) - Quantum Worst-Case to Average-Case Reductions for All Linear Problems [66.65497337069792]
量子アルゴリズムにおける最悪のケースと平均ケースの削減を設計する問題について検討する。
量子アルゴリズムの明示的で効率的な変換は、入力のごく一部でのみ正し、全ての入力で正しくなる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-06T22:01:49Z) - A Hybrid Quantum-Classical Algorithm for Robust Fitting [47.42391857319388]
本稿では,ロバストフィッティングのためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。
私たちのコアコントリビューションは、整数プログラムの列を解く、新しい堅牢な適合式である。
実際の量子コンピュータを用いて得られた結果について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-25T05:59:24Z) - An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian
Simulation [55.41644538483948]
現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。
我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。
提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:03Z) - Long-Time Error-Mitigating Simulation of Open Quantum Systems on Near Term Quantum Computers [38.860468003121404]
本研究では,最大2千個のエンタングゲートを含むディープ回路においても,ハードウェアエラーに対する堅牢性を示す量子ハードウェア上でのオープン量子システムシミュレーションについて検討する。
我々は, 無限の熱浴に結合した2つの電子系をシミュレートする: 1) 駆動電界における放散自由電子系, 2) 磁場中の単一軌道における2つの相互作用電子の熱化 - ハバード原子。
この結果から, 開放量子系シミュレーションアルゴリズムは, ノイズの多いハードウェア上で, 同様に複雑な非散逸性アルゴリズムをはるかに上回ることができることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-02T21:36:37Z) - Adiabatic Quantum Graph Matching with Permutation Matrix Constraints [75.88678895180189]
3次元形状と画像のマッチング問題は、NPハードな置換行列制約を持つ二次代入問題(QAP)としてしばしば定式化される。
本稿では,量子ハードウェア上での効率的な実行に適した制約のない問題として,いくつかのQAPの再構成を提案する。
提案アルゴリズムは、将来の量子コンピューティングアーキテクチャにおいて、より高次元にスケールする可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-08T17:59:55Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。