用于 kagome 晶格上海森堡反铁磁体的变分量子本征求解器
量子物理
2022-12-26 v3 强关联电子
摘要
确定 kagome 晶格上 Heisenberg 反铁磁体（HAFM）基态的性质是众所周知对经典计算机而言极其困难的问题。在此，我们给出一种变分量子本征求解器（VQE）的详细方案，旨在量子计算机上解决这一物理问题。同时，由于该 VQE 天然具备硬件兼容性，它构成了在含噪中等规模量子（NISQ）设备上展示有用量子优势的一个明确实验方案。我们用具有二维网格或全连接结构的无噪及含噪量子计算机进行经典模拟，并模拟了多达 20 个格点的 kagome HAFM 片段。在无噪情形下，VQE 求得的基态能量作为线路深度的函数以指数方式逼近真实基态能量。此外，任意图上的 HAFM 的 VQE 都能固有地在退相干自由子空间中执行量子计算，该子空间可抵御集体纵向与集体横向噪声，从而增强了这些算法的抗噪能力。然而，其他噪声类型影响的程度表明，即便对于本质上硬件原生的 VQE，也需要误差缓解以及不同于高保真基态制备的性能目标。
引用
@article{arxiv.2108.02175,
title = {Variational quantum eigensolver for the Heisenberg antiferromagnet on the kagome lattice},
author = {Joris Kattemölle and Jasper van Wezel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.02175},
year = {2022}
}
备注
Added noise effects, system-size scaling, decoherence-free subspace encoding. Published version, 19 pages, 13 figures