面向 DMFT 应用的单杂质 Anderson 模型量子求解器
量子物理
2026-01-16 v1 材料科学
摘要
量子嵌入方法，如动力学均场理论(DMFT)，为研究强关联材料提供了强大的框架。DMFT 中的核心计算瓶颈在于求解 Anderson 杂质模型(AIM)，其对于大型浴的精确求解在经典计算上不可行。在本工作中，我们开发并基准测试了一个专为 DMFT 应用设计的量子-经典混合求解器，使用变分量子本征态求解器(VQE)准备 AIM 的基态。该求解器采用统一的 ansatz 框架准备从参数偏移电路中提取基态的粒子和空洞激发态，通过连乘式展开重构杂质格林函数。我们在不同浴大小和相互作用强度下评估了该方法的性能，同时在噪声、受限抽样条件下测试。我们比较了三种优化算法(COBYLA、Adam 和 L-BFGS-B)的收敛性和保真度，评估了估计量子计算矩(QCM)对变分能量修正的好处，并通过将重构的态密度(DoS)与使用经典管线获得的 DoS 进行比较来基准测试该方法。我们的结果表明，在近期设备上可以实现格林函数重建，并为嵌入自洽 DMFT 循环的量子杂质求解器提供了实用基准。
引用
@article{arxiv.2601.10594,
title = {Quantum solver for single-impurity Anderson models with particle-hole symmetry},
author = {Mariia Karabin and Tanvir Sohail and Dmytro Bykov and Eduardo Antonio Coello Pérez and Swarnava Ghosh and Murali Gopalakrishnan Meena and Seongmin Kim and Amir Shehata and In-Saeng Suh and Hanna Terletska and Markus Eisenbach},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10594},
year = {2026}
}