論文の概要: Oscillator-qubit generalized quantum signal processing for vibronic models: a case study of uracil cation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.10495v1
• Date: Sun, 12 Oct 2025 08:13:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 18:06:29.976877
• Title: Oscillator-qubit generalized quantum signal processing for vibronic models: a case study of uracil cation
• Title（参考訳）: ビブロニックモデルのためのオシレータ-量子ビット一般化量子信号処理:ウラシルカチオンのケーススタディ
• Authors: Jungsoo Hong, Seong Ho Kim, Seung Kyu Min, Joonsuk Huh,
• Abstract要約: 状態準備と時間進化を実装したハイブリッド発振器量子ビットプロセッサのコンパイラを提案する。 このコンパイラは、任意のボゾン位相ゲートを合成するために一般化量子信号処理(GQSP)を起動する。 我々は,無調波ビブロニックモデルによる正確なモデリングを必要とする標準系であるウラシルカチオンについて,本手法の有効性を検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.351505522514463
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hybrid oscillator-qubit processors have recently demonstrated high-fidelity control of both continuous- and discrete-variable information processing. However, most of the quantum algorithms remain limited to homogeneous quantum architectures. Here, we present a compiler for hybrid oscillator-qubit processors, implementing state preparation and time evolution. In hybrid oscillator-qubit processors, this compiler invokes generalized quantum signal processing (GQSP) to constructively synthesize arbitrary bosonic phase gates with moderate circuit depth O(log(1/{\varepsilon})). The approximation cost is scaled by the Fourier bandwidth of the target bosonic phase, rather than by the degree of nonlinearity. Armed with GQSP, nonadiabatic molecular dynamics can be decomposed with arbitrary-phase potential propagators. Compared to fully discrete encodings, our approach avoids the overhead of truncating continuous variables, showing linear dependence on the number of vibration modes while trading success probability for circuit depth. We validate our method on the uracil cation, a canonical system whose accurate modeling requires anharmonic vibronic models, estimating the cost for state preparation and time evolution.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド発振器量子ビットプロセッサは、最近、連続および離散変数の情報処理の高忠実度制御を実証している。 しかし、ほとんどの量子アルゴリズムは均質な量子アーキテクチャに限られている。 本稿では、状態準備と時間進化を実装したハイブリッド発振器量子ビットプロセッサのコンパイラを提案する。 ハイブリッド発振器量子ビットプロセッサにおいて、このコンパイラは一般化量子信号処理(GQSP)を起動し、任意のボゾン相ゲートを中間回路深さ O(log(1/{\varepsilon}) で構成的に合成する。 近似コストは、非線形性の度合いではなく、対象ボゾン位相のフーリエ帯域幅によってスケールされる。 GQSPを組み込んだ非断熱的分子動力学は任意の位相ポテンシャルプロパゲータで分解することができる。 完全離散符号化と比較して,本手法は連続変数の切り抜きのオーバーヘッドを回避し,回路深度に対する成功確率のトレーディング中に振動モード数に線形依存を示す。 本手法は,無調波振動モデルを必要とする標準系であるウラシルカチオンに対して検証し,状態生成と時間進化のコストを推定する。

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