基于自旋量子模拟器的单杂质 Anderson 模型自洽求解

准确求解强相关材料的电子结构是凝聚态物理、计算化学和材料科学中至关重要的任务。然而，由于计算资源呈指数级扩展，纳入此类材料至经典计算框架变得代价高昂。2016 年，Bauer 等人提出了一种混合量子-经典方法来处理相关材料的电子结构 [Phys. Rev. X 6, 031045 (2016)]。本文演示了该方法以量子模拟器实现，旨在解决与强相关材料相关的计算挑战。通过将量子计算无缝集成到经典计算机中，我们针对计算中最具挑战性的环节——Green's 函数的计算——使用自旋量子处理器实现。进一步实现了通过量子-经典计算反馈环路对单杂质 Anderson 模型的自洽求解。观察到 Hubbard 模型在电子相关性增强时，从金属相向 Mott 绝缘相的量子相变。随着掌控保真度高的量子比特数量的增长，本实验结果为解决更复杂的模型（如强相关晶体材料或复杂分子）铺平了道路。