量子杂质模型混合量子-经典算法紧凑量子电路的比较研究
量子物理
2024-05-08 v1 强关联电子
摘要
预测强相关材料的性质是凝聚态理论中的一个重大挑战。广泛使用的动力学平均场理论在数值求解量子杂质模型时面临困难。混合量子-经典算法（如变分量子本征求解器）成为量子杂质模型的一种潜在解决方案。这些算法的一个共同挑战是变分参数数量随杂质中自旋轨道数量的快速增长。在我们的方法中，我们结合两种不同策略开发了紧凑的拟设。首先，我们采用量子化学领域开发的紧凑物理启发拟设——k-幺正簇Jastrow拟设。其次，我们基于物理直觉消除了与浴场点相关的物理启发拟设中大量冗余的变分参数。这是基于量子杂质模型具有星形几何结构，浴场点之间没有直接跳跃的事实。我们通过求解典型量子杂质模型（有/无散粒噪声）来评估这些拟设在基态能量和动态量方面的准确性。结果表明，我们可以在保持基态能量精度的同时，减少与浴场点相关的变分参数数量。此外，我们证明了当与所提出的拟设结合时，矩展开可以计算在散粒噪声影响下的虚时格林函数。这项研究展示了在不牺牲精度的情况下，用更少的变分参数处理大规模量子模拟中复杂杂质模型的潜力。
引用
@article{arxiv.2312.04105,
title = {Comparative study on compact quantum circuits of hybrid quantum-classical algorithms for quantum impurity models},
author = {Rihito Sakurai and Oliver J. Backhouse and George H. Booth and Wataru Mizukami and Hiroshi Shinaoka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.04105},
year = {2024}
}