論文の概要: Analog Quantum Phase Estimation with Single-Mode Readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.15668v1
• Date: Wed, 18 Jun 2025 17:50:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-19 19:35:51.771525
• Title: Analog Quantum Phase Estimation with Single-Mode Readout
• Title（参考訳）: 単一モード読み出しによるアナログ量子位相推定
• Authors: Wei-Chen Lin, Chiao-Hsuan Wang,
• Abstract要約: 固有値推定は量子優位性を示す中心的な問題である。 対象ハミルトニアンの固有エネルギーを抽出するアナログ量子位相推定プロトコルを提案する。 この結果は,短期量子プラットフォームにおける量子位相推定を実現するための,資源効率が高くスケーラブルなフレームワークを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.46040036610482665
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Eigenvalue estimation is a central problem for demonstrating quantum advantage, yet its implementation on digital quantum computers remains limited by circuit depth and operational overhead. We present an analog quantum phase estimation (aQPE) protocol that extracts the eigenenergies of a target Hamiltonian via continuous time evolution and single-mode cavity measurement. By encoding eigenvalue information as conditional cavity phase-space rotations, the scheme avoids deep quantum circuits and entangling gates, while enabling readout through established cavity tomography techniques. We further illustrate the feasibility of this approach by engineering a Hamiltonian that implements aQPE of the XY model, whose ground-state energy problem is QMA-complete, within a physical architecture compatible with existing circuit quantum electrodynamics technology. Our results provide a resource-efficient and scalable framework for implementing quantum phase estimation in near-term quantum platforms.
• Abstract（参考訳）: 固有値推定は量子優位性を示す中心的な問題であるが、デジタル量子コンピュータへの実装は回路深さと演算オーバーヘッドによって制限されている。 本稿では,連続時間進化と単一モードキャビティ測定により,対象ハミルトニアンの固有エネルギーを抽出するアナログ量子位相推定(aQPE)プロトコルを提案する。 固有値情報を条件付き空洞位相空間回転として符号化することにより、確立された空洞トモグラフィー技術による読み出しを可能にしながら、深い量子回路やエンタングルゲートを避けることができる。 さらに、既存の回路量子電磁力学技術と互換性のある物理アーキテクチャにおいて、基底状態のエネルギー問題はQMA完全であるXYモデルのaQPEを実装するハミルトニアンによるこのアプローチの実現可能性について述べる。 この結果は,短期量子プラットフォームにおける量子位相推定を実現するための,資源効率が高くスケーラブルなフレームワークを提供する。

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