論文の概要: Excitation Gaps of Ground and Excited State Energy of the Fermi-Hubbard Model Using Variational Quantum Eigensolver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.12307v1
• Date: Sun, 17 Aug 2025 09:49:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-19 14:49:10.677937
• Title: Excitation Gaps of Ground and Excited State Energy of the Fermi-Hubbard Model Using Variational Quantum Eigensolver
• Title（参考訳）: 変分量子固有解法を用いたフェルミ・ハバードモデルの励起ギャップと励起状態エネルギー
• Authors: Mrinal Dev, Bikash K. Behera, Vivek Vyas, Prasanta K. Panigrahi,
• Abstract要約: 新しく設計されたアンザッツ回路を用いて、4$times$1および2$times$2Hubbard格子の基底、第1および第2の励起状態エネルギーを求める。 COBYLAは粗収束に、L-BFGSは微調整に使用される。 系の対応する物理的性質は、電荷とスピンの異なる構成のための励起エネルギーギャップの位相図を通して解析される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3499500088995464
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Hubbard model is a challenging quantum many-body problem and serves as a benchmark for quantum computing research. Accurate computation of its ground and excited state energies is essential for understanding correlated electron systems. In this study, the ground, first, and second excited state energies of 4$\times$1 and 2$\times$2 Hubbard lattices are obtained using a newly designed ansatz circuit. The ansatz is constructed by combining concepts from the Hamiltonian Variational Ansatz (HVA) and the Number-Preserving Ansatz (NPA). A hybrid optimization strategy is applied, where COBYLA is used for coarse convergence and L-BFGS for fine-tuning. The resulting energies are evaluated, and the corresponding physical properties of the systems are analyzed through phase diagrams of the energy excitation gaps for different charge and spin configurations.
• Abstract（参考訳）: Hubbardモデルは挑戦的な量子多体問題であり、量子コンピューティング研究のベンチマークとして機能する。 その基底と励起状態エネルギーの正確な計算は、相関電子系の理解に不可欠である。 本研究では, 4$\times$1および2$\times$2Hubbard格子の基底, 1位および2位の励起状態エネルギーを, 新しく設計されたアンサッツ回路を用いて求める。 アンザッツはハミルトン変分アンザッツ (HVA) と数保存アンザッツ (NPA) の概念を組み合わせることで構成される。 COBYLAは粗収束に、L-BFGSは微調整に使用される。 得られたエネルギーは評価され、対応する系の物理的特性は、異なる電荷とスピン配置のためのエネルギー励起ギャップの位相図を通して解析される。

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