量子物理
[提交于 2025年4月1日
]
标题: 准粒子能带结构的量子计算与量子选择的组态相互作用
标题: Quantum computation of a quasiparticle band structure with the quantum-selected configuration interaction
摘要: 准粒子能带结构对于理解强关联电子系统至关重要。尽管在经典计算机上精确求解这些结构具有挑战性,但量子计算提供了一个有前景的替代方案。具体而言,结合变分量子本征值求解器(VQE)的量子子空间展开(QSE)方法提供了一种用于计算准粒子能带结构的量子算法。然而,由于设备噪声、统计噪声以及荒芜高原问题,随着系统规模的增长,优化 VQE 的变分参数变得越来越困难。为了解决这些挑战,我们提出了一种结合 QSE 和量子选择构型相互作用(QSCI)方法的混合方法来计算准粒子能带结构。QSCI 可以利用 VQE 算法作为输入态,但与标准 VQE 不同的是,它不需要完全优化变分参数,这使其更适合于更大的量子系统。基于此方法,我们在 IBM 量子处理器的 16 个量子比特上展示了硅的准粒子能带结构的量子计算。
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