Cálculo del estado fundamental con algoritmos cuánticos variacionales

Abstract

Este trabajo trata las aplicaciones del algoritmo cuántico variacional llamado variational quantum eigensolver al modelo de Ising. El algoritmo permite usar las técnicas de la computación cuántica para el cálculo de la energía del estado fundamental de ciertos Hamiltonianos. Se estudiará un modelo de Ising unidimensional con varios espines con interacción entre vecinos inmediatos bajo la presencia de un campo magnético transversal. Se presenta la solución para un sistema con 4 espines en la que se pueden apreciar fenómenos como la transición de fase que ocurre al variar el efecto relativo del campo magnético así como la influencia del ruido en el ordenador cuántico sobre los resultados.

This work deals with the applications of the variational quantum eigensolver method for quantum computers to solving the Ising model. The algorithm allows to use the techniques from quantum computing to find out the energy of the ground state of certain Hamiltonians. The Ising model is studied for a one-dimensional spin chain with nearest neighbour interaction under the presence of a trasverse magnetic field. The solution is found for a system with 4 particles analyzing phenomena like the phase transition that occurs when the relative magnetic field amplitude is changed and the effect of noise in the quantum computer on the precision of the results.