ドープされたモット絶縁体における擬ギャップ現象の研究

掺杂莫特绝缘体中赝能隙现象的研究

• 批准号: 19K23433
• 负责人: 関 和弘
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-08-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K23433/
• 关键词: 強相関電子系; 量子多体系; 量子計算; 補助場量子モンテカルロ; 電子格子相互作用; 量子エンタングルメント; 有限温度物性; block拡張有限温度Lanczos法; リング交換相互作用; 物性物理学; 計算物理学; 理論物理学; モット絶縁体

本研究では量子多体問題であるドープされたMott絶縁体の基底状態や有限温度における一粒子励起を調べることを目的とした。将来的にこのような量子多体問題 の難問を解く潜在能力を期待して、量子計算の量子多体問題への応用を模索していたところ、予期してたよりも量子計算が興味深いことを認識し、この方向への研究をさらに進めた。その結果、いくつかの研究を論文として報告した。具体的には、強相関電子系の典型的な模型であるHubbard模型について、その基底状態を量子計算機で準備するための方法の一つである変分counterdiabatic駆動法を応用し、基底状態に関するフィデリティを指標として、基底状態を得るために要する駆動ハミルトニアンの展開の次数や、駆動に要する時間を取りまとめて、論文として発表とした。技術的な面では、変分counterdiabatic駆動法で用いる変分パラメタが、ハミルトニアンの項の入れ子状の交換子のフロベニウスノルムを係数行列とした線型方程式の解として表現できることを示した。また、量子多体系の統計力学的扱いを可能にする量子古典ハイブリッド計算法の提案も行った。本提案手法はミクロカノニカル集団を念頭においた計算手法であるが、温度はエントロピーのエネルギーに関する微分で与えられるため、量子多体系の有限温度の性質を議論することもできる。また原理的にはラプラス変換によりミクロカノニカルの状態密度からカノニカルの分配関数を計算できるので、その意味でも量子多体系の有限温度の性質を議論するための量子古典ハイブリッド計算手法と見ることもできる。

This study で は quantum many body problem で あ る ド ー プ さ れ た Mott never try の basal status や limited temperature に お け る wound up a particle を adjustable べ る こ と を purpose と し た. Future に こ の よ う な quantum many body questions の difficult を solution く potential を expect し て, quantum computing の quantum many body problem へ の 応 with を die line し て い た と こ ろ, to period し て た よ り も quantum computing が tumblers deep い こ と を し, こ の direction へ の research を さ ら に into め た. Youdaoplaceholder0 そ results, そ く く と と と report, <s:1> た. Specific に は masato, strong phase an electronics の な model of typical で あ る Hubbard model に つ い て, そ の basal state を quantum computer で prepare す る た め の way の a つ で あ る - points counterdiabatic 駆 dynamic method を 応 し, basal state に masato す る フ ィ デ リ テ ィ を index と し て, basal state を る た め に To す る 駆 dynamic ハ ミ ル ト ニ ア ン の expand の number や, 駆 に to す る time を take り ま と め て, paper と し て 発 table と し た. Technology of な で は, - counterdiabatic で 駆 dynamic method with い る - points パ ラ メ タ が, ハ ミ ル ト ニ ア ン の entries の the れ child shape の recon の フ ロ ベ ニ ウ ス ノ ル ム を coefficient among と し た の linear equations solution と し て performance で き る こ と を shown し た. Youdaoplaceholder0, the handling of <s:1> statistical mechanics of quantum multi-systems を を may にする quantum classical ハ ブリッド ブリッド computational method <s:1> proposal feasible った った. This proposed technique は ミ ク ロ カ ノ ニ カ ル set 団 を thought に お い た method で あ る が, temperature は エ ン ト ロ ピ ー の エ ネ ル ギ ー に masato す る differential で and え ら れ る た め finite temperature の properties, quantum system の を comment す る こ と も で き る. ま た principle of に は ラ プ ラ ス variations in に よ り ミ ク ロ カ ノ ニ カ ル の state density か ら カ ノ ニ カ ル の distribution masato number calculates を で き る の で, そ の mean で も quantum system の limited temperature の property more talk を す る た め の quantum classical ハ イ ブ リ ッ ド method と see る こ と も で き る.

项目成果

Phase diagram of the two-dimensional Hubbard-Holstein model

• DOI: 10.1038/s42005-020-0342-2
• 发表时间: 2019-10
• 期刊: Communications Physics
• 影响因子: 5.5
• 作者: N. Costa;K. Seki;S. Yunoki;S. Sorella

ミクロカノニカル集団のための 量子古典ハイブリッド計算法

微正则群体的量子经典混合计算方法

• 发表时间: 2023
• 作者: Yuto Ashida;関和弘
• 通讯作者: 関和弘

Spatial, spin, and charge symmetry projections for a Fermi-Hubbard model on a quantum computer

• DOI: 10.1103/physreva.105.032419
• 发表时间: 2021-12
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: K. Seki;S. Yunoki

Variational counterdiabatic driving of the Hubbard model for ground-state preparation

• DOI: 10.1103/physrevb.106.155153
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Q. Xie;K. Seki;S. Yunoki

Symmetry-adapted variational quantum eigensolver

• DOI: 10.1103/physreva.101.052340
• 发表时间: 2019-12
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: K. Seki;T. Shirakawa;S. Yunoki