論文の概要: Trotter error mitigation by error profiling with shallow quantum circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.09710v1
- Date: Wed, 12 Mar 2025 18:02:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-14 15:52:22.867866
- Title: Trotter error mitigation by error profiling with shallow quantum circuit
- Title（参考訳）: 浅い量子回路を用いた誤差プロファイリングによるトロッター誤差軽減
- Authors: Sangjin Lee, Youngseok Kim, Seung-Woo Lee,
- Abstract要約: 比較的浅い回路深度でアルゴリズムトロッター誤差を低減するための資源効率の手法を提案する。
提案手法は、浅い回路を持つ短期量子プロセッサにおいて、量子シミュレーションの効率的な方法を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.281011822909396
- License:
- Abstract: Understanding the dynamics of quantum systems is crucial in many areas of physics, but simulating many-body systems presents significant challenges due to the large Hilbert space to navigate and the exponential growth of computational overhead. Quantum computers offer a promising platform to overcome these challenges, particularly for simulating the time evolution with Hamiltonians. Trotterization is a widely used approach among available algorithms in this regard, and well suited for near-term quantum devices. However, it introduces algorithmic Trotter errors due to the non-commutativity of Hamiltonian components. Several techniques such as multi-product formulas have been developed to mitigate Trotter errors, but often require deep quantum circuits, which can introduce additional physical errors. In this work, we propose a resource-efficient scheme to reduce the algorithmic Trotter error with relatively shallow circuit depth. We develop a profiling method by introducing an auxiliary parameter to estimate the error effects in expectation values, enabling significant error suppression with a fixed number of Trotter steps. Our approach offers an efficient way of quantum simulation on near-term quantum processors with shallow circuits.
- Abstract（参考訳）: 量子系の力学を理解することは物理学の多くの分野において重要であるが、多体系をシミュレートすることは、ナビゲートする大きなヒルベルト空間と計算オーバーヘッドの指数的増大によって大きな課題をもたらす。
量子コンピュータはこれらの課題を克服するための有望なプラットフォームを提供する。
この点においてトロタライゼーションは利用可能なアルゴリズムで広く使われているアプローチであり、短期量子デバイスに適している。
しかし、ハミルトン成分の非可換性に起因するアルゴリズム的トロッター誤差を導入する。
トロッター誤差を軽減するために多積式のようないくつかの技術が開発されているが、しばしば深い量子回路を必要とするため、追加の物理誤差が生じることがある。
本研究では,比較的浅い回路深度でアルゴリズムトロッター誤差を低減するための資源効率のよい手法を提案する。
本研究では,予測値における誤差効果を推定するための補助パラメータを導入し,トロッターステップの固定数でかなりの誤差抑制を可能にするプロファイリング手法を開発した。
提案手法は、浅い回路を持つ短期量子プロセッサにおいて、量子シミュレーションの効率的な方法を提供する。
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