Stewart Blusson Quantum Matter Institute, Università della British Columbia, Vancouver V6T 1Z4, BC, Canada
Dipartimento di Chimica Fisica, Università dei Paesi Baschi UPV/EHU, Apartado 644, 48080 Bilbao, Spagna
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Astratto
Introduciamo un algoritmo variazionale quanto-classico ibrido per simulare diagrammi di fase dello stato fondamentale di modelli di spin quantistici frustrati nel limite termodinamico. Il metodo si basa su un cluster-Gutzwiller ansatz in cui la funzione d'onda del cluster è fornita da un circuito quantistico parametrizzato il cui ingrediente chiave è un gate XY reale a due qubit che consente di generare in modo efficiente legami di valenza sui qubit più vicini. Ulteriori porte di rotazione ZZ a singolo qubit e a due qubit sintonizzabili consentono la descrizione di fasi magneticamente ordinate e paramagnetiche limitando l'ottimizzazione variazionale al sottospazio U(1). Mettiamo a confronto il metodo con il modello di Heisenberg $J1-J2$ sul reticolo quadrato e ne scopriamo il diagramma di fase, che ospita fasi Neel ordinate a lungo raggio e fasi antiferromagnetiche colonnari, nonché una fase solida intermedia del legame di valenza caratterizzata da un modello periodico di placchette 2 × 2 fortemente correlate. I nostri risultati mostrano che la convergenza dell'algoritmo è guidata dall'inizio dell'ordine a lungo raggio, aprendo una strada promettente per realizzare sinteticamente magneti quantistici frustrati e la loro transizione di fase quantistica a solidi di legame di valenza paramagnetico con dispositivi di circuiti superconduttori attualmente sviluppati.
Immagine in primo piano: ciclo schematico di Q-HMFT per il cluster qubit 2 × 2 discusso nel documento.
Riepilogo popolare
Qui, presentiamo un VQA per simulare magneti quantistici frustrati 2D nel limite termodinamico. Basandosi sul cluster-Gutzwiller ansatz della teoria gerarchica del campo medio (HMFT), un circuito quantistico parametrizzato fornisce la funzione d'onda del cluster, mentre l'informazione del reticolo infinito viene fornita attraverso un'incorporamento del campo medio. Le simulazioni numeriche di riferimento di questo textit {quantum-assisted} (Q-) HMFT sul paradigmatico antiferromagnete J1-J2 Heisenberg sul reticolo quadrato mostrano che la convergenza dell'algoritmo è spinta dall'inizio dell'ordine a lungo raggio, aprendo una strada promettente per la simulazione quantistica di magneti quantistici 2D e le loro transizioni di fase quantistica a fasi solide del legame di valenza con l'attuale tecnologia dei circuiti superconduttori.
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Citato da
[1] Bruno Murta, Pedro MQ Cruz e J. Fernández-Rossier, "Preparazione di stati solidi di legame di valenza su computer quantistici rumorosi su scala intermedia", arXiv: 2207.07725.
[2] Verena Feulner e Michael J. Hartmann, "Ansatz dell'eigensolver quantistico variazionale per il J1-J2 -modello", Revisione fisica B 106 14, 144426 (2022).
[3] Rasmus Berg Jensen, Simon Panyella Pedersen e Nikolaj Thomas Zinner, "Transizioni di fase quantistiche dinamiche in una teoria di Gauge a reticolo rumoroso", Revisione fisica B 105 22, 224309 (2022).
Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2022-12-14 16:23:07). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.
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