論文の概要: Noise robustness of problem-to-simulator mappings for quantum many-body physics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.17579v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 11:06:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.327309
• Title: Noise robustness of problem-to-simulator mappings for quantum many-body physics
• Title（参考訳）: 量子多体物理学における問題-シミュレータマッピングのノイズロバスト性
• Authors: Rahul Trivedi, J. Ignacio Cirac,
• Abstract要約: デジタルまたはアナログ量子シミュレータ上で量子力学をシミュレートするには、しばしば問題とシミュレータ"マッピングが必要である。 これらすべての写像において、局所観測可能量は、シミュレータ内のノイズレートとサブ線形にスケールするシステムサイズの独立精度に決定可能であることを証明している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.12277343096128711
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Simulating quantum dynamics on digital or analog quantum simulators often requires ``problem-to-simulator" mappings such as trotterization, floquet-magnus expansion or perturbative expansions. When the simulator is noiseless, it is well understood that these problem-to-simulator mappings can be made as accurate as desired at the expense of simulator run-time. However, precisely because the simulator has to be run for a longer time to increase its accuracy, it is expected that noise in the quantum simulator catastrophically effects the simulator output. We show that, contrary to this expectation, these mappings remain stable to noise when considering the task of simulating dynamics of local observables in quantum lattice models. Specifically, we prove that in all of these mappings, local observables can be determined to a system-size independent, precision that scales sublinearly with the noise-rate in the simulator. Our results provide theoretical evidence that quantum simulators can be used for solving problems in many-body physics without or with modest error correction.
• Abstract（参考訳）: デジタルまたはアナログ量子シミュレータ上で量子力学をシミュレーションするには、しばしば「プロブレム・トゥ・シミュレータ」マッピングを必要とする。 シミュレータがノイズを伴わない場合,これらの問題とシミュレーションのマッピングは,シミュレータの実行時間を犠牲にして,所望の精度で行えることがよく理解されている。 しかし、精度を上げるためにシミュレータを長時間実行しなければならないため、量子シミュレータのノイズがシミュレータの出力に破滅的な影響を及ぼすことが期待できる。 この期待に反して、これらの写像は量子格子モデルにおける局所可観測体の力学をシミュレートする作業を考えると、ノイズに対して安定であることが示される。 具体的には、これらのすべての写像において、局所的な可観測物は、シミュレータのノイズレートとサブ線形にスケールするシステムサイズの独立精度に決定できることを示す。 本研究は, 量子シミュレータを用いた多体物理学における問題の解法として, あるいは, 最小限の誤差補正を伴わずに利用できるという理論的証拠を提供する。

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