論文の概要: Digital adiabatic evolution is universally accurate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.12237v1
• Date: Tue, 14 Oct 2025 07:39:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-15 19:02:32.228242
• Title: Digital adiabatic evolution is universally accurate
• Title（参考訳）: デジタル断熱進化は普遍的に正確である
• Authors: Yangyu Lu, Yifei Huang, Dong An, Qi Zhao, Dingshun Lv, Xiao Yuan,
• Abstract要約: デジタル断熱進化は本質的に正確であり、シミュレーションエラーに対して堅牢である。 デジタル断熱進化は従来考えられていたよりもかなり効率的であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.806584735907835
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Adiabatic evolution is a central paradigm in quantum physics. Digital simulations of adiabatic processes are generally viewed as costly, since algorithmic errors typically accumulate over the long evolution time, requiring exceptionally deep circuits to maintain accuracy. This work demonstrates that digital adiabatic evolution is intrinsically accurate and robust to simulation errors. We analyze two Hamiltonian simulation methods -- Trotterization and generalized quantum signal processing -- and prove that the simulation error does not increase with time. Numerical simulations of molecular systems and linear equations confirm the theory, revealing that digital adiabatic evolution is substantially more efficient than previously assumed. Remarkably, our estimation for the first-order Trotterization error can be 10^6 times tighter than previous analyses for the transverse field Ising model even with less than 6 qubits. The findings establish fundamental robustness of digital adiabatic evolution and provide a basis for accurate, efficient implementations on fault-tolerant -- and potentially near-term -- quantum platforms.
• Abstract（参考訳）: 断熱進化は量子物理学における中心的なパラダイムである。 アルゴリズムのエラーは通常、長い進化期間にわたって蓄積され、精度を維持するために非常に深い回路を必要とするため、断熱過程のデジタルシミュレーションは一般的にコストがかかると見なされる。 この研究は、デジタル断熱進化が本質的に正確であり、シミュレーションエラーに対して堅牢であることを示す。 我々は、2つのハミルトンシミュレーション手法(トロタライゼーションと一般化量子信号処理)を解析し、シミュレーションエラーが時間とともに増加しないことを示す。 分子系と線形方程式の数値シミュレーションによりこの理論が確定し、デジタル断熱進化が以前想定されていたよりもかなり効率的であることが判明した。 顕著なことに、1次トロタライズ誤差の推定は6キュービット未満の逆場イジングモデルに対する以前の解析の10^6倍の精度で行うことができる。 この発見は、デジタル断熱進化の根本的な堅牢性を確立し、フォールトトレラント(フォールトトレラント)および潜在的に短期的な量子プラットフォームに対する正確で効率的な実装の基礎を提供する。

関連論文リスト

• Quantum Imaginary-Time Evolution with Polynomial Resources in Time [10.929463111602232]
  本稿では,適応正規化係数を用いた正規化虚数時間状態を作成し,大規模な虚数時間における安定な成功確率を維持する量子アルゴリズムを提案する。 提案アルゴリズムは,基本的数の量子ゲートと単一アンシラ量子ビットを用いて,目標状態を逆虚数時間で小さな誤差に近似する。 数値実験により, 進化時間50までの理論的結果が検証され, 長期進化におけるアルゴリズムの有効性が実証された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-01T16:11:47Z)
• Simulating spin biology using a digital quantum computer: Prospects on a near-term quantum hardware emulator [0.0]
  我々はトロタライゼーションを利用してコヒーレントなラジカル対スピンダイナミクスをデジタルゲートベースの量子シミュレーションにマッピングする。 原型系の結合スピンダイナミクスを忠実に再現するのに十分である約15のトロッターステップを同定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-18T18:09:31Z)
• Quantum Thermal State Preparation [39.91303506884272]
  量子マスター方程式をシミュレートするための簡単な連続時間量子ギブスサンプリングを導入する。 我々は、特定の純ギブス状態を作成するための証明可能かつ効率的なアルゴリズムを構築した。 アルゴリズムのコストは温度、精度、混合時間に依存している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-31T17:29:56Z)
• Self-healing of Trotter error in digital adiabatic state preparation [52.77024349608834]
  完全断熱進化の1次トロッター化は、一般的なトロッター誤差境界から期待される$mathcal O(T-2 delta t2)$の代わりに$mathcal O(T-2 delta t2)$にスケールする累積不整性を持つことを示す。 この結果は自己修復機構を示唆し、T$の増大にもかかわらず、固定$$delta t$のデジタル化進化の不完全性が、多種多様なハミルトニアンに対して依然として減少している理由を説明する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-13T18:05:07Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• Error-resilient Monte Carlo quantum simulation of imaginary time [5.625946422295428]
  本稿では,仮想時間進化のシミュレーションと基底状態問題の解法を提案する。 量子位相推定と比較すると、トロッターステップ数は何千倍も小さい。 モンテカルロ量子シミュレーションは完全なフォールトトレラントな量子コンピュータがなくても有望であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-16T08:51:24Z)
• Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the spin-boson model [68.8204255655161]
  量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。 変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。 量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z)
• Error Bounds for Variational Quantum Time Evolution [4.38301148531795]
  変分量子時間進化は、量子系の時間力学を、短期的に互換性のある量子回路でシミュレートすることを可能にする。 この手法の変動特性のため、シミュレーションの精度は未定である。 変動量子時間進化を伴う状態シミュレーションの精度について大域的位相誤差境界を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-30T18:00:25Z)
• Success of digital adiabatic simulation with large Trotter step [0.0]
  追加条件により、回路深さはシミュレーション時間で$T$で線形であることが示される。 この現象は、デジタル断熱シミュレーションにおける離散化の堅牢性と呼ばれる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-13T21:36:09Z)
• Bridging the Gap Between the Transient and the Steady State of a Nonequilibrium Quantum System [58.720142291102135]
  非平衡の多体量子系は、多体物理学のフロンティアの1つである。 直流電場における強相関電子に関する最近の研究は、系が連続した準熱状態を経て進化することを示した。 我々は、短時間の過渡計算を用いて遅延量を求める補間スキームを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-04T06:23:01Z)

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。