論文の概要: Quantum fast-forwarding fermion-boson interactions via the polaron transform
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.17732v1
- Date: Sun, 25 Jan 2026 07:54:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-27 15:23:08.297863
- Title: Quantum fast-forwarding fermion-boson interactions via the polaron transform
- Title（参考訳）: ポーラロン変換による量子高速フォワードフェルミオン-ボソン相互作用
- Authors: Harriet Apel, Burak Şahinoğlu,
- Abstract要約: フェルミオン-ボソン相互作用のハバード-ホルシュタインモデルに対する効率的な量子アルゴリズムを構築した。
ある種のモデルでは、フェルミオン-ボソン相互作用は純粋にフェルミオン系に必要なものと同等にシミュレートすることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simulating interactions between fermions and bosons is central to understanding correlated phenomena, yet these systems are inherently difficult to treat classically. Previous quantum algorithms for fermion-boson models exhibit computation costs that scale polynomially with the bosonic truncation parameter, $Λ$. In this work we identify the efficient unitary transformation enabling fast-forwarded evolution of the fermion-boson interaction term, yielding an interaction-picture based simulation algorithm with complexity polylogarithmic in $Λ$. We apply this transformation to explicitly construct an efficient quantum algorithm for the Hubbard-Holstein model and discuss its generalisation to other fermion-boson interacting models. This approach yields an important asymptotic improvement in the dependence on the bosonic cutoff and establishes that, for certain models, fermion-boson interactions can be simulated with resources comparable to those required for purely fermionic systems.
- Abstract（参考訳）: フェルミオンとボソン間の相互作用をシミュレートすることは、相関現象の理解の中心であるが、これらのシステムは本質的に古典的に扱うのが困難である。
フェルミオンボソンモデルに対する以前の量子アルゴリズムは、ボソニック・トランケーションパラメータで多項式的にスケールする計算コスト($$)を示す。
本研究では、フェルミオン-ボソン相互作用項の高速な進化を可能にする効率的なユニタリ変換を同定し、複雑な多元対数を持つ相互作用ピクチャーに基づくシミュレーションアルゴリズムを$$$$で生成する。
この変換を適用し、ハバード・ホルシュタインモデルに対する効率的な量子アルゴリズムを明示的に構築し、他のフェルミオン・ボソン相互作用モデルへの一般化について議論する。
このアプローチはボソニック・カットオフへの依存において重要な漸近的改善をもたらし、特定のモデルに対して、フェルミオン-ボソン相互作用は純粋にフェルミオン系に必要なものと同等の資源でシミュレートできることを確立する。
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