在量子计算机上高效模拟费米-哈伯德模型热力学性质的方法

强关联材料的许多现象都封装在费米-哈伯德模型中，其热力学性质可根据标准程序由巨正则势算出。一般而言，对于空间维度大于一的晶格不存在闭式解，但可用团簇微扰论近似。为建模长程效应如序参量，计算团簇格林函数的一种强有力方法是通过巨正则势的变分原理求其自能。这开启了在有限温度下研究费米-哈伯德模型中各种相变的可能性。然而，经典团簇求解器在存储（或计算时间）上很快遭遇指数墙，需要存储计算变量。本文从理论上证明该团簇求解器可映射为量子计算机上的子程序，其量子内存随所模拟团簇的轨道数缩放。因此，具有数十个量子比特的量子计算机可模拟经典超级计算机无法处理的复杂费米子晶格的热力学性质。