एक ग्राफीन हेक्सागोन पर हबर्ड मॉडल का क्वांटम सिमुलेशन: IQPE और शोर की कमी की ताकत

ARXIV: 2506.05031V1 घोषणा प्रकार: क्रॉस सार: क्वांटम कंप्यूटिंग वास्तविक दुनिया की सामग्रियों का अनुकरण करने के लिए परिवर्तनकारी क्षमता प्रदान करता है, जो क्वांटम रसायन विज्ञान और संघनित पदार्थ भौतिकी में जटिल क्वांटम सिस्टम की जांच करने के लिए एक शक्तिशाली मंच प्रदान करता है। इस काम में, हम अपने जमीनी-राज्य गुणों को निर्धारित करने के लिए Qiskit का उपयोग करके छह-साइट ग्राफीन हेक्सागोन पर हबर्ड मॉडल का अनुकरण करने के लिए इस क्षमता का लाभ उठाते हैं, जो कि QISKIT का उपयोग करते हुए, iterative क्वांटम चरण अनुमान (IQPE) और एडियाबेटिक इवोल्यूशन एल्गोरिदम को नियोजित करते हैं। नीरव सिमुलेशन सटीक जमीनी-राज्य ऊर्जा (GSE), चार्ज और स्पिन घनत्व, और सहसंबंध कार्यों, सभी सटीक विकर्ण के साथ उत्कृष्ट समझौते में, दृढ़ता से सहसंबद्ध इलेक्ट्रॉन प्रणालियों के लिए क्वांटम सिमुलेशन की सटीक और विश्वसनीयता को रेखांकित करते हैं। हालांकि, आज के शोर क्वांटम हार्डवेयर पर IQPE और एडियाबेटिक विकास को तैनात करना अत्यधिक चुनौतीपूर्ण है। इन सीमाओं की जांच करने के लिए, हम आईबीएम के रियल बैकएंड की विशेषताओं के अनुरूप एक कस्टम शोर मॉडल के साथ कस्टकिट एर सिम्युलेटर का उपयोग करते हैं। इस मॉडल में यथार्थवादी विध्रुवण गेट त्रुटियां, थर्मल विश्राम और रीडआउट शोर शामिल हैं, जिससे हमें यह पता लगाने की अनुमति मिलती है कि ये कारक सिमुलेशन सटीकता को कैसे कम करते हैं। आईबीएम उपकरणों पर प्रारंभिक हार्डवेयर चलते हैं, जो आदर्श और व्यावहारिक कार्यान्वयन के बीच अंतर पर जोर देते हुए, नकली और वास्तविक दुनिया के शोर के बीच विसंगतियों को उजागर करते हैं। कुल मिलाकर, हमारे परिणाम सहसंबद्ध क्वांटम सामग्री का अनुकरण करने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग के वादे को उजागर करते हैं, जबकि वर्तमान क्वांटम उपकरणों का उपयोग करके सटीक और विश्वसनीय भौतिक भविष्यवाणियों को प्राप्त करने में हार्डवेयर शोर द्वारा उत्पन्न महत्वपूर्ण चुनौतियों का खुलासा करते हैं।