論文の概要: Stability of digital and analog quantum simulations under noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.08467v1
• Date: Thu, 09 Oct 2025 17:08:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:15.230388
• Title: Stability of digital and analog quantum simulations under noise
• Title（参考訳）: ノイズ下におけるディジタルおよびアナログ量子シミュレーションの安定性
• Authors: Jayant Rao, Jens Eisert, Tommaso Guaita,
• Abstract要約: 様々な摂動雑音モデル下でのディジタルおよびアナログ量子シミュレータの安定性を比較した。 2つのパラダイムは、最悪の場合において同等のスケーリングを示し、平均的なエラーキャンセルの異なる形式を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum simulation is a central application of near-term quantum devices, pursued in both analog and digital architectures. A key challenge for both paradigms is the effect of imperfections and noise on predictive power. In this work, we present a rigorous and physically transparent comparison of the stability of digital and analog quantum simulators under a variety of perturbative noise models. We provide rigorous worst- and average-case error bounds for noisy quantum simulation of local observables. We find that the two paradigms show comparable scaling in the worst case, while exhibiting different forms of enhanced error cancellation on average. We further analyze Gaussian and Brownian noise processes, deriving concentration bounds that capture typical deviations beyond worst-case guarantees. These results provide a unified framework for quantifying the robustness of noisy quantum simulations and identify regimes where digital methods have intrinsic advantages and when we can see similar behavior.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションは、アナログおよびデジタルアーキテクチャの両方で追求される、短期量子デバイスの中心的な応用である。 両方のパラダイムの鍵となる課題は、予測力に対する不完全性とノイズの影響である。 本研究では,様々な摂動雑音モデルの下でのディジタルおよびアナログ量子シミュレータの安定性について,厳密かつ物理的に比較した。 局所観測値のノイズ量子シミュレーションのために,厳密な最悪値と平均値の誤差境界を提供する。 2つのパラダイムは、最悪の場合において同等のスケーリングを示し、平均的なエラーキャンセルの異なる形式を示す。 我々はさらにガウスとブラウンのノイズ過程を分析し、最悪の場合の保証を超えた典型的な偏差を捉える濃度境界を導出する。 これらの結果は、ノイズの強い量子シミュレーションの堅牢性を定量化するための統一的なフレームワークを提供し、デジタル手法が本質的な利点を持ち、類似した振る舞いを見ることができる状態を特定する。

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