論文の概要: Towards Studying Superconductivity in the Fermi-Hubbard Model on Rydberg Atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.06529v1
- Date: Fri, 06 Mar 2026 18:15:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-09 13:17:46.379032
- Title: Towards Studying Superconductivity in the Fermi-Hubbard Model on Rydberg Atoms
- Title（参考訳）: Rydberg原子上のフェルミ・ハバードモデルにおける超伝導の研究に向けて
- Authors: Kübra Yeter-Aydeniz, Nora M. Bauer,
- Abstract要約: 本稿では、Rydberg原子プロセッサと量子対角化(SQD)を利用したFermi-Hubbardモデルの基底状態エネルギーを計算する方法を提案する。
異方性および次アレスト近傍相互作用を含み、1次元フェルミ・ハバードモデルにおける準超伝導の関連する状態について議論する。
- 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 method for calculating the ground state energy of the Fermi-Hubbard model leveraging Rydberg atom processors and sample-based quantum diagonalization (SQD). By exploiting the perturbative relationship between the Fermi-Hubbard and Heisenberg models, the procedure samples from the Heisenberg model as prepared on the Rydberg atom processor, and uses the samples to diagonalize the Fermi-Hubbard model for large U. We include anisotropy and next-nearest-neighbor interactions and discuss the relevant regime for quasi-superconductivity in the 1-dimensional Fermi- Hubbard model. Numerical and experimental results on the Aquila quantum processor are presented for ground state energy calculations as well as the chemical potential. We find that the Heisenberg model sampling in the studied regime is sufficient to converge near to the ground state for up to 56 qubits, and we see a clear advantage of Rydberg atom sampling as opposed to random sampling even with 10x more samples for diagonalization. We also present a gate-based implementation of the gate-based SQD algorithm on IBM Quantum hardware for 56-qubit Hubbard model as a benchmark. Finally, we provide a gap analysis for studying emergent superconductivity using this method.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,Rydberg原子プロセッサとサンプルベース量子対角化(SQD)を利用したFermi-Hubbardモデルの基底状態エネルギーを計算する手法を提案する。
ハイゼンベルク・モデルとフェルミ・ハッバード・ハイゼンベルク・モデルとの摂動関係を利用して、ハイゼンベルク・モデルからの手順サンプルをリドベルク原子プロセッサで作成し、サンプルを用いてフェルミ・ハッバード・モデルを対角化する。
アキラ量子プロセッサの数値的および実験的な結果は、化学的ポテンシャルと同様に基底状態エネルギーの計算に役立てられる。
実験系におけるハイゼンベルクモデルサンプリングは, 最大56量子ビットの基底状態付近に収束するのに十分であり, 対角化のための10倍のサンプルであっても, ランダムサンプリングとは対照的に, Rydberg 原子サンプリングの明らかな優位性を見出した。
また、56量子ビットHubbardモデルのためのIBM Quantumハードウェア上でゲートベースのSQDアルゴリズムをベンチマークとして実装する。
最後に,本手法を用いて創発的超伝導の研究のためのギャップ解析を行う。
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