Transformer神经网络与量子模拟器:模拟强关联系统的混合方法
无序系统与神经网络
2025-03-26 v2 量子气体
强关联电子
量子物理
摘要
由于其强大的表达能力和多功能性,神经网络在模拟大型二维量子多体系统方面引起了关注。然而,其表达能力以优化困难为代价,因为损失景观通常崎岖复杂。在此,我们提出了一种用于神经量子态(NQS)的混合优化方案,包括使用数值或实验数据进行数据驱动的预训练,以及第二个哈密顿量驱动的优化阶段。通过同时使用计算基的投影测量以及其他测量配置(如自旋-自旋关联)的期望值,我们的预训练能够获取态的符号结构,从而实现改进且更快的收敛,并且对实验缺陷和有限数据集具有鲁棒性。我们将该混合方案应用于二维横向场伊辛模型和偶极XY模型在和方格上的基态搜索,使用修补的Transformer波函数,并利用数值数据以及来自可编程里德伯量子模拟器[Chen et al., Nature 616 (2023)]的实验数据,表明来自第二个测量基的信息极大地提高了性能。我们的工作为神经量子态的可靠高效优化铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2406.00091,
title = {Transformer neural networks and quantum simulators: a hybrid approach for simulating strongly correlated systems},
author = {Hannah Lange and Guillaume Bornet and Gabriel Emperauger and Cheng Chen and Thierry Lahaye and Stefan Kienle and Antoine Browaeys and Annabelle Bohrdt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.00091},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 4 figures and supplementary material