IBM 量子计算机上耗散双格点 Hubbard 模型的非平衡动力学模拟
量子物理
2022-07-06 v3 强关联电子
摘要
多体物理是非常适合在现有量子计算机上测试量子算法和寻找可行启发式的领域。我们研究了单电子与双电子系统耦合到引入退相干与耗散的环境时的非平衡动力学。在我们的方法中，电子系统用双格点 Hubbard 模型描述，而环境用自旋浴建模。为在量子计算机上模拟不同态的非平衡占据概率，我们将电子态与环境自由度分别编码到量子比特与辅助量子比特（浴）中。总演化时间被划分为短时间区间，系统在各区间内演化。在每步演化后，系统与代表热平衡浴的辅助量子比特相互作用。我们具体研究了导致电子系统幺正与非幺正动力学的自旋浴，并发现电子关联在后一种情形中明显增强了电子转移速率。若采用误差缓解方法，量子计算机上的短时间模拟与精确结果非常吻合。我们在量子计算机上模拟非幺正时间演化的方法也可良好推广至模拟关联自旋浴以及玻色与费米浴中的电子系统。
引用
@article{arxiv.2011.11059,
title = {Non-Equilibrium Dynamics of a Dissipative Two-Site Hubbard Model Simulated on IBM Quantum Computers},
author = {Sabine Tornow and Wolfgang Gehrke and Udo Helmbrecht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.11059},
year = {2022}
}