論文の概要: Hamiltonian simulation with explicit formulas for Digital-Analog Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.11404v1
• Date: Fri, 14 Nov 2025 15:32:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-17 22:42:18.682562
• Title: Hamiltonian simulation with explicit formulas for Digital-Analog Quantum Computing
• Title（参考訳）: デジタル・アナログ量子コンピューティングのための明示的な公式を用いたハミルトンシミュレーション
• Authors: Mikel Garcia-de-Andoin, Thorge Müller, Gonzalo Camacho,
• Abstract要約: デジタルアナログ(Digital-analog)は、量子演算を実装するために単一の量子ビットゲートと組み合わさったエンタングリングリソースとして、システムの自然な相互作用であるハミルトニアンを用いる量子計算パラダイムである。 デジタルゲートベースの場合と同様に、最適な量子リソースを使用するデジタルアナログ回路を設計するには、非常に大きな古典的な計算時間が必要となることが多い。 任意のイジング・ハミルトニアンの局所ユニタリ変換の和として任意の二体ハミルトニアンを表現する問題の正確な解を与える。 これにより、私たちはデジタルを設計できます。
• 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: Digital-analog is a quantum computational paradigm that employs the natural interaction Hamiltonian of a system as the entangling resource, combined with single qubit gates, to implement universal quantum operations. As in the case of its digital gate-based counterpart, designing digital-analog circuits that employ optimal quantum resources often requires an exceedingly large classical computational time. In this work we find a suboptimal solution to this exponentially large problem, showing that it can be solved within polynomial computational time. In particular, we provide an exact solution for the problem of expressing arbitrary two-body Hamiltonians as the sum of local unitary transformations of an arbitrary Ising Hamiltonian, with the total number of required terms being at most quadratic in system size. This allows us to design a digital-analog simulation protocol that avoids employing numerical optimization over a large parameter space at the preprocessing stage, minimizing computational resources and allowing for further scaling.
• Abstract（参考訳）: デジタルアナログ(Digital-analog)は、量子演算を実装するために単一の量子ビットゲートと組み合わさったエンタングリングリソースとして、システムの自然な相互作用であるハミルトニアンを用いる量子計算パラダイムである。 デジタルゲートベースの場合と同様に、最適な量子リソースを使用するデジタルアナログ回路を設計するには、非常に大きな古典的な計算時間が必要となることが多い。 本研究では、この指数関数的に大きな問題に対する準最適解を見つけ、多項式計算時間内に解けることを示す。 特に、任意の二体ハミルトニアンを任意のイジング・ハミルトニアンの局所ユニタリ変換の和として表現する問題の正確な解を与える。 これにより,前処理段階でのパラメータ空間の数値最適化を回避し,計算資源を最小化し,さらなるスケーリングを可能にするデジタルアナログシミュレーションプロトコルを設計できる。

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