본 연구는 강상관 물질의 전자 구조를 시뮬레이션하기 위해 하이브리드 양자-고전적 접근 방식(HQCA)을 사용하여 단일 불순물 Anderson 모델(SIAM)을 실험적으로 구현하고, 이를 통해 금속 상태에서 Mott 절연체로의 양자 상전이를 관측하는 것을 목표로 합니다.
본 연구에서는 5-큐비트 핵자기공명(NMR) 양자 프로세서를 사용하여 SIAM을 구현했습니다. 연구진은 양자 프로세서를 사용하여 시스템의 그린 함수를 측정하고, 고전 컴퓨터를 사용하여 욕-결합 강도(bath coupling strength)를 반복적으로 결정하는 자기 일관성 루프를 통해 시스템의 동역학을 이해하고자 했습니다.
연구 결과, 세 가지 상호작용 강도(U = 0, 1, 2)에 대해 비용 함수 및 욕-결합 강도 모두에서 뚜렷한 수렴 패턴이 나타났습니다. 이는 허바드 모델의 성공적인 솔루션을 시사합니다. 또한, 스펙트럼 밀도 함수 분석을 통해 U = 0에서는 페르미 액체 상태(금속 상), U = 2에서는 Mott 절연체 상으로의 전이가 관찰되었으며, U = 1에서는 두 상 사이의 중간 상태가 관찰되었습니다.
본 연구는 강상관 모델을 해결하기 위해 HQCA를 사용하는 양자 불순물 해법기를 실험적으로 구현했습니다. 제한된 수의 욕 사이트에도 불구하고, 본 실험은 유명한 Bethe 격자에서 허바드 모델에 대한 금속 상에서 Mott 절연체로의 양자 상전이에 대한 예비적인 증거를 제시했습니다. 이는 계산 물리학에서 강상관 물질의 복잡성을 해결하기 위해 양자 컴퓨팅의 잠재력을 활용할 수 있는 가능성을 열어줍니다.
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by Xinfang Nie,... о arxiv.org 10-11-2024
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