通过量子隐形传态构造 Mott 绝缘体与赝能隙金属的 ancilla 波函数

具有有限 U 的弱 Mott 区是寻找量子自旋液体的绝佳区域，但写出同时捕捉自旋液体与电荷涨落的波函数颇具挑战。当底层自旋液体具有非平凡投影对称群（PSG）时，使用复杂 Jastrow 因子的传统方法存在困难。为解决这个问题，此处我们通过使用 ancilla 量子比特的量子隐形传态，为 Mott 绝缘体提供了一类新波函数。我们主要关注费米子 Hubbard 模型的半填充。我们将证明波函数中单一变分参数 $\Phi$ 连续调节 Mott 电荷能隙。在一般晶格上，我们展示 $\Phi=+\infty$ 时的波函数恢复无限 U 下熟悉的 Gutzwiller 投影波函数。$\Phi=\frac{U}{2}$ 时的波函数等价于在 $t/U$ 线性阶上应用逆 Schrieffer Wolff 变换，正如大但有限 U 区中所预期。从规范理论描述我们可表明该波函数具有一个与描述局域自旋矩的自旋子 sector 解耦的电子 sector。电荷能隙 $\Delta_c$ 可证为 $2\Phi$，并我们猜想该波函数在一般晶格上直至小电荷能隙区都良好适用。我们用张量网络表示该波函数并在一维数值确认此猜想。除数值能力外，ancilla 波函数也提供了理解带宽调谐金属-绝缘体转变的新概念图像。在这一新框架中，原则上可在通常费米液体与 Mott 绝缘体之间存在窄的分数化费米液体（FL*）相区，这一情形未被传统 slave rotor 理论捕捉从而通常被忽视。