論文の概要: Beyond asymptotic reasoning: the practicalities of a quantum ground state projector based on the wall-Chebyshev expansion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00533v2
• Date: Thu, 25 Sep 2025 14:01:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-26 14:16:55.977153
• Title: Beyond asymptotic reasoning: the practicalities of a quantum ground state projector based on the wall-Chebyshev expansion
• Title（参考訳）: 漸近的推論を超えて-壁面チェビシェフ展開に基づく量子基底状態プロジェクターの実用性
• Authors: Maria-Andreea Filip, Nathan Fitzpatrick,
• Abstract要約: 壁面関数に対するチェビシェフ級数近似に基づく地中準備のための量子アルゴリズムについて検討する。 我々は、異なる量子実装のスケーリングと成功確率を分析し、数値ベンチマークを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We consider a quantum algorithm for ground-state preparation based on a Chebyshev series approximation to the wall function. In a classical setting, this approach is appealing as it guarantees rapid convergence. We analyze the asymptotic scaling and success probabilities of different quantum implementations and provide numerical benchmarks, comparing the performance of the wall-Chebyshev projectors with current state-of-the-art approachs. We find that this approach requires fewer serial applications of the Hamiltonian oracle to achieve a given ground state fidelity, but is severely limited by exponentially decaying success probability. However, we find that some implementations maintain non-trivial success probability in regimes where wall-Chebyshev projection leads to a fidelity improvement over other approaches. As the wall-Chebyshev projector is highly robust to loose known upper bounds on the true ground state energy, it offers a potential resource trade-off, particulary in the early fault-tolerant regime of quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 壁面関数に対するチェビシェフ級数近似に基づく地中準備のための量子アルゴリズムについて検討する。 古典的な設定では、このアプローチは急激な収束を保証するので魅力的である。 異なる量子実装の漸近的スケーリングと成功確率を分析し、壁面チェビシェフプロジェクタの性能と現在の最先端のアプローチを比較して、数値ベンチマークを提供する。 このアプローチは、与えられた基底状態の忠実性を達成するためにハミルトンオラクルの直列的応用を少なくするが、指数関数的に崩壊する成功確率によって著しく制限される。 しかし,壁面チェビシェフ予測が他の手法よりも忠実性の向上をもたらすような状況下では,実現確率が低い実装もある。 壁面チェビシェフプロジェクターは、真の基底状態エネルギー上界のゆるやかな上限に対して非常に堅牢であるため、特に量子計算の初期のフォールトトレラントな状態において、潜在的なリソーストレードオフを提供する。

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