Dinamica variazionale in tempo reale su varietà di operatori ridotte

Abstract degli autori

La simulazione accurata in tempo reale di sistemi quantistici correlati rimane difficile sia per i metodi classici sia per l’hardware quantistico a breve termine. Introduciamo l’evoluzione quantistica variazionale in tempo reale proiettata sugli operatori (OVQRTE), che aggiorna un circuito parametrizzato imponendo le equazioni di Ehrenfest per un insieme selezionato di osservabili. OVQRTE richiede solo misure di valori di aspettazione, mentre la scelta dell’insieme di operatori consente un compromesso sistematico tra accuratezza e costo delle misure, riducendo sostanzialmente i requisiti in termini di risorse quantistiche rispetto agli algoritmi esistenti per l’evoluzione variazionale in tempo reale. Dopo aver implementato la dinamica OVQRTE del modello di Heisenberg su un simulatore, sottoponiamo l’algoritmo a benchmark per i modelli di impurità di Anderson sul processore superconduttivo IQM Emerald, usando fino a 24 qubit. Inoltre, usiamo OVQRTE per campionare stati della base computazionale destinati all’interazione di configurazione selezionata quantisticamente (QSCI), consentendo di calcolare l’energia dello stato fondamentale e la densità degli stati nell’ambito di un ciclo di embedding autoconsistente con Ansatz ghost-Gutzwiller (gGut). I nostri risultati mostrano che OVQRTE è un approccio promettente per studiare sistemi correlati di materia condensata su hardware quantistico a breve termine.