使用变分量子本征求解器探测 kagome 反铁磁海森堡模型的基态性质
量子物理
2021-10-05 v2
摘要
寻找并探测自旋晶格的基态，例如 kagome 晶格上的反铁磁海森堡模型 (KAFH)，在经典计算机上是极具挑战的问题，且仅对相对较小的系统可行。我们提议使用变分量子本征求解器 (VQE) 在量子计算机上寻找 KAFH 的基态。我们找到了高效的拟设电路，并展示了如何高效测量具有物理意义的观测量。为研究我们拟设电路的表达能力与缩放行为，我们对介于 8 到 24 个量子比特的不同晶格上的 KAFH 使用了 VQE 的经典精确模拟。我们发现对于所有考虑的晶格，与基态的保真度随电路深度指数趋近于 1，除一个具有近简并基态的 24 量子比特晶格外。我们得出结论，能够表示精确对角化技术不可及的晶格上 KAFH 基态的 VQE 电路可能在近期量子硬件上实现。然而，对于大系统，需要具有许多变分参数的电路才能与基态达成高保真度。
引用
@article{arxiv.2108.08086,
title = {Probing ground state properties of the kagome antiferromagnetic Heisenberg model using the Variational Quantum Eigensolver},
author = {Jan Lukas Bosse and Ashley Montanaro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.08086},
year = {2021}
}
备注
9 + 1 pages, 15 figures, version 1