論文の概要: Quantum phase estimation based filtering: performance analysis and application to low-energy spectral calculation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.01361v1
• Date: Wed, 02 Jul 2025 04:57:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-03 14:23:00.050889
• Title: Quantum phase estimation based filtering: performance analysis and application to low-energy spectral calculation
• Title（参考訳）: 量子位相推定に基づくフィルタリング:性能解析と低エネルギースペクトル計算への応用
• Authors: Rei Sakuma, Kaito Wada, Shu Kanno, Kimberlee Keithley, Kenji Sugisaki, Takashi Abe, Hajime Nakamura, Naoki Yamamoto,
• Abstract要約: 量子位相推定(QPE)アルゴリズムを用いてフィルタの性能を解析する。 従来の矩形窓関数をQPE入力状態に用いた場合、このフィルタはギブス現象と呼ばれる振動挙動を示す。 また、フィルタのための粗い格子と、最終的な高分解能スペクトルを得るための微細格子からなる低エネルギースペクトルシミュレーションのための2段階のアルゴリズムについても検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.28745038175377646
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Filtering is an important technique in quantum computing used for isolating or enhancing some specific states of quantum many-body systems. In this paper, we analyze the performance of filters based on the quantum phase estimation (QPE) algorithm, in which filtering removes states associated with bitstrings in the ancilla register above a given threshold. We show that when the conventional rectangular window function is used for the QPE input state, the resulting filter function exhibits an oscillating behavior known as the Gibbs phenomenon. We also show that in the case of the sine and Kaiser windows, this phenomenon is suppressed. Furthermore, we perform numerical simulations to compare the number of necessary queries to the Hamiltonian time evolution operation of for the QPE-based filtering algorithm and the quantum eigenvalue transformation of unitary matrices with real polynomials (QETU). We find that the number of queries required for Kaiser window-based filtering is comparable to that for QETU with optimized phase angles. As an application of the QPE-based filter, we also study a two-step algorithm for low-energy spectral simulations, composed of a coarse grid for filtering and a fine grid for obtaining final high-resolution spectra. As a benchmark of the proposed scheme for realistic continuous spectra, we present the density-of-states (DOS) calculation of antiferromagnetic type-II MnO in a one-particle approximation.
• Abstract（参考訳）: フィルタリングは、量子多体系の特定の状態の分離や拡張に使用される量子コンピューティングにおいて重要な技術である。 本稿では,量子位相推定(QPE)アルゴリズムを用いて,アシラレジスタのビットストリングに関連する状態を所定の閾値以上で除去するフィルタの性能を解析する。 従来の長方形ウィンドウ関数をQPE入力状態に使用すると、このフィルタ関数はギブス現象と呼ばれる振動挙動を示す。 また,シネ窓やカイザー窓の場合,この現象が抑制されることを示す。 さらに,QPEに基づくフィルタリングアルゴリズムと実多項式(QETU)を用いたユニタリ行列の量子固有値変換において,必要なクエリ数とハミルトン時間進化演算との比較を行う。 その結果、Kaiserウィンドウベースのフィルタリングに必要なクエリ数は、位相角を最適化したQETUに匹敵することがわかった。 QPEフィルタの応用として,フィルタ用粗い格子と最終高分解能スペクトルを得るための微細格子からなる低エネルギースペクトルシミュレーションのための2段階のアルゴリズムについても検討した。 実測連続スペクトルに関する提案手法のベンチマークとして,反強磁性型MnOの密度(DOS)を1粒子近似で示す。

関連論文リスト

• Accelerating Quantum Reinforcement Learning with a Quantum Natural Policy Gradient Based Approach [36.05085942729295]
  本稿では、古典的なNPG推定器で使用されるランダムサンプリングを決定論的勾配推定手法で置き換える量子自然ポリシー勾配(QNPG)アルゴリズムを提案する。 提案したQNPGアルゴリズムは、量子オラクルへのクエリに対する$tildemathcalO(epsilon-1.5)$のサンプル複雑性を達成し、マルコフ決定プロセス(MDP)へのクエリに対する$tildemathcalO(epsilon-2)$の古典的な下界を大幅に改善する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-27T17:38:30Z)
• Extending Quantum Perceptrons: Rydberg Devices, Multi-Class Classification, and Error Tolerance [67.77677387243135]
  量子ニューロモーフィックコンピューティング(QNC)は、量子計算とニューラルネットワークを融合して、量子機械学習(QML)のためのスケーラブルで耐雑音性のあるアルゴリズムを作成する QNCの中核は量子パーセプトロン(QP)であり、相互作用する量子ビットのアナログダイナミクスを利用して普遍的な量子計算を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-13T23:56:20Z)
• FilterNet: Harnessing Frequency Filters for Time Series Forecasting [34.83702192033196]
  FilterNetは、時系列信号の特定の成分を選択的に通過または減衰させることにより、重要な情報的時間パターンを抽出するために、我々の提案した学習可能な周波数フィルタ上に構築されている。 2つのフィルタを備えることで、FilterNetは、時系列文学で広く採用されている線形およびアテンションマッピングを概ねサロゲートすることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-03T16:20:41Z)
• Contrasting Statistical Phase Estimation with the Variational Quantum Eigensolver in the era of Early Fault Tolerant Quantum Computation [0.0]
  本稿では,最近開発された時空効率的なアナログ回転(STAR)アーキテクチャ citeakahoshi PartiallyFaultTolerantQuantum2024 について概説する。 特に,統計位相推定アルゴリズム(SPE)として知られる基底状態エネルギー推定(GSEE)アルゴリズムについて検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-12T04:48:05Z)
• AdaLog: Post-Training Quantization for Vision Transformers with Adaptive Logarithm Quantizer [54.713778961605115]
  Vision Transformer (ViT) はコンピュータビジョンコミュニティにおいて最も普及しているバックボーンネットワークの1つである。 本稿では,AdaLog(Adaptive Logarithm AdaLog)量子化器を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-17T18:38:48Z)
• Closed-form Filtering for Non-linear Systems [83.91296397912218]
  我々は密度近似と計算効率の面でいくつかの利点を提供するガウスPSDモデルに基づく新しいフィルタのクラスを提案する。 本研究では,遷移や観測がガウスPSDモデルである場合,フィルタリングを効率的にクローズド形式で行うことができることを示す。 提案する推定器は, 近似の精度に依存し, 遷移確率の正則性に適応する推定誤差を伴って, 高い理論的保証を享受する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-15T08:51:49Z)
• Enhancing Scalability of Quantum Eigenvalue Transformation of Unitary Matrices for Ground State Preparation through Adaptive Finer Filtering [0.13108652488669736]
  ハミルトニアンシミュレーション(英: Hamiltonian Simulation)は、量子コンピュータが古典的計算を上回る可能性を持つ領域である。 このような量子アルゴリズムの主な課題の1つは、システムサイズを増大させることである。 本稿では, 固有空間フィルタリングのスケーラビリティを, 与えられたハミルトニアンの基底状態の準備のために向上させるアプローチを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-17T09:52:24Z)
• Open-loop quantum control of small-size networks for high-order cumulants and cross-correlations sensing [0.0]
  本稿では,Ising-xx相互作用に基づく2量子ゲートの絡み合った処理における動的デカップリングについて検討する。 選択したパルス列の特性を利用して、2次統計を抽出できることを示す。 固体プラットフォームに基づく最先端の小型ネットワークに適用可能性について論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-11T09:17:34Z)
• Focus Your Attention (with Adaptive IIR Filters) [62.80628327613344]
  本稿では2次インパルス応答(IIR)フィルタを用いて入力シーケンスを動的に処理する新しい層を提案する。 比較的低次であるにもかかわらず、因果適応フィルタは関連する配列要素に注目することが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-24T09:42:30Z)
• Optimizing the depth of variational quantum algorithms is strongly QCMA-hard to approximate [0.6445605125467572]
  変分量子アルゴリズム (VQA) は、量子ハードウェアへの短期的応用に向けて激しい研究が行われている。 VQA の重要なパラメータは変分アンザッツ' のエンプデプス' である。 与えられたVQAアンザッツの最適深さを近似することは困難であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-22T19:00:01Z)
• Quantum Gaussian filter for exploring ground-state properties [0.0]
  フィルタ法は、重畳された量子状態からターゲット状態への射影を実現する。 本稿では,フィルタ演算子がハミルトニアン系のガウス関数である量子ガウスフィルタ(QGF)を提案する。 短期量子コンピュータで実現可能なハイブリッド量子古典アルゴリズムを開発した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-11T16:55:13Z)
• Quantum Approximate Optimization Algorithm Based Maximum Likelihood Detection [80.28858481461418]
  量子技術の最近の進歩は、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスへの道を開く。 量子技術の最近の進歩は、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスへの道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-11T10:56:24Z)
• Simulating Many-Body Systems with a Projective Quantum Eigensolver [0.0]
  単一結合クラスタ波動関数を最適化するための新しいハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 また、任意の順序の粒子ホール演算子から構築された適応アンサッツを用いたPQE(SPQE)の選択版も導入する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-31T00:31:12Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。