論文の概要: Explicitly correlated ground states with a feedback-free variational hybrid algorithm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.18681v1
• Date: Tue, 13 Oct 2026 16:38:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-16 20:09:29.451247
• Title: Explicitly correlated ground states with a feedback-free variational hybrid algorithm
• Title（参考訳）: フィードバックフリー変分ハイブリッドアルゴリズムによる比例相関基底状態
• Abstract要約: 本稿では,量子プロセッサが低エンタングルメント運動量空間行列の積状態を作成するハイブリッドアルゴリズムを提案する。 測定ベースはコレレータとは独立であるため、コレレータは完全に古典的な後処理で最適化することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Explicitly correlated methods, which represent dominant short-range correlations by a diagonal Jastrow-type correlator, are designed to accurately describe systems of strongly correlated electrons, such as the fully periodic 2D Fermi--Hubbard model. However, as the reference state is compact in momentum space whereas the correlator acts naturally in real space, there is a fundamental mismatch of bases that classical algorithms resolve only by restricting the reference or the correlator. Here we propose a hybrid algorithm in which a quantum processor prepares a low-entanglement momentum-space matrix product state (MPS), precomputed classically by the transcorrelated method at the cost of a nonvariational energy, rotates it to real space, and measures in bases fixed by the Hamiltonian. Because the measurement bases are independent of the correlator, the correlator can be variationally optimized entirely in classical post-processing with no quantum-classical feedback loop. We demonstrate our algorithm on 32 qubits of Quantinuum's H2-2 with a bond-dimension-4 MPS for the half-filled $4 \times 4$ lattice and achieve a relative ground-state energy error of $16 \pm 4\%$ after postselection, reduced to $3.5 \pm 0.5\%$ by calibration using low-order moments from the MPS. Compared with other feedback-free hybrid algorithms, even under generous assumptions, our method requires fewer samples than quantum-selected configuration interaction and fewer two-qubit gates than quantum Krylov methods.
• Abstract（参考訳）: 対角線ジャストロウ型相関器によって支配的な短距離相関を表す明示的相関法は、完全に周期的な2Dフェルミ-ハバードモデルのような強い相関電子の系を正確に記述するように設計されている。 しかし、基準状態は運動量空間においてコンパクトであるのに対して、コレレータは実空間で自然に作用するので、古典的なアルゴリズムが参照やコレレータを制限することでのみ解決する基底の基本的なミスマッチが存在する。 本稿では、量子プロセッサが低エンタングルメント運動量-空間行列積状態(MPS)を準備し、非偏差エネルギーのコストで超相関法により古典的にプリ計算し、それを実空間に回転させ、ハミルトニアンによって固定された基底で測定するハイブリッドアルゴリズムを提案する。 測定ベースはコレレータとは独立であるため、量子古典的なフィードバックループを持たない古典的な後処理で完全に最適化することができる。 我々は,QuantinuumのH2-2の32キュービットに結合次元4MPSを半充填した4 \times 4$格子で示し,ポストセレクション後の相対基底状態エネルギー誤差を116 \pm 4\%$とし,MPSの低次モーメントを用いたキャリブレーションにより3.5 \pm 0.5\%$まで低減した。 他のフィードバックのないハイブリッドアルゴリズムと比較して、寛大な仮定の下でも、我々の手法は量子選択された構成相互作用よりもサンプルを少なく、量子クリロフ法より2量子ゲートを少なくする。

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