論文の概要: Real-Time Iteration Scheme for Dynamical Mean-Field Theory: A Framework for Near-Term Quantum Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.19896v1
• Date: Tue, 27 Jan 2026 18:59:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-28 15:26:51.441717
• Title: Real-Time Iteration Scheme for Dynamical Mean-Field Theory: A Framework for Near-Term Quantum Simulation
• Title（参考訳）: 動的平均場理論のリアルタイム反復法--量子シミュレーションのためのフレームワーク
• Authors: Chakradhar Rangi, Aadi Singh, Ka-Ming Tam,
• Abstract要約: 動的平均場理論(DMFT)自己整合方程式を解くための時間領域反復方式を提案する。 実時間や周波数空間で動作する従来のDMFT手法とは異なり,本手法は実時間量で直接動作する。
• 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: We present a time-domain iteration scheme for solving the Dynamical Mean-Field Theory (DMFT) self-consistent equations using retarded Green's functions in real time. Unlike conventional DMFT approaches that operate in imaginary time or frequency space, our scheme operates directly with real-time quantities. This makes it particularly suitable for near-term quantum computing hardware with limited Hilbert spaces, where real-time propagation can be efficiently implemented via Trotterization or variational quantum algorithms. We map the effective impurity problem to a finite one-dimensional chain with a small number of bath sites, solved via exact diagonalization as a proof-of-concept. The hybridization function is iteratively updated through time-domain fitting until self-consistency. We demonstrate stable convergence across a wide range of interaction strengths for the half-filled Hubbard model on a Bethe lattice, successfully capturing the metal-to-insulator transition. Despite using limited time resolution and a minimal bath discretization, the spectral functions clearly exhibit the emergence of Hubbard bands and the suppression of spectral weight at the Fermi level as interaction strength increases. This overcomes major limitations of two-site DMFT approximations by delivering detailed spectral features while preserving efficiency and compatibility with quantum computing platforms through real-time dynamics.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 動的平均場理論 (DMFT) の自己整合方程式を, リタードグリーン関数を用いてリアルタイムに解くための時間領域反復方式を提案する。 実時間や周波数空間で動作する従来のDMFT手法とは異なり,本手法は実時間量で直接動作する。 これにより、Hilbert空間が限られている短期量子コンピューティングハードウェアに特に適しており、リアルタイムの伝搬はトロタライズや変分量子アルゴリズムによって効率的に実装できる。 有効不純物問題を少数の浴場を持つ有限一次元鎖にマッピングし, 正確な対角化を概念実証として解いた。 ハイブリダイゼーション機能は、自己整合性になるまで時間領域のフィッティングによって反復的に更新される。 本研究では,Bethe格子上の半充填ハバードモデルに対する幅広い相互作用強度の安定収束性を示し,金属-絶縁体遷移の捕捉に成功した。 スペクトル関数は時間分解能の制限と最小の浴の離散化にもかかわらず、ハバードバンドの出現とフェルミレベルでのスペクトル重みの抑制が明らかに示され、相互作用強度が増大する。 これは、2サイトDMFT近似の大きな制限を克服し、詳細なスペクトル特性を提供しながら、リアルタイムダイナミクスによる量子コンピューティングプラットフォームとの効率性と互換性を保っている。

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