論文の概要: Depth Optimization of Ansatz Circuits for Variational Quantum Algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.13256v1
• Date: Mon, 17 Nov 2025 11:14:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-18 14:36:25.158466
• Title: Depth Optimization of Ansatz Circuits for Variational Quantum Algorithms
• Title（参考訳）: 変分量子アルゴリズムにおけるアンザッツ回路の深さ最適化
• Authors: Spyros Tserkis, Muhammad Umer, Dimitris G. Angelakis,
• Abstract要約: 量子回路の深さの増大は、量子アルゴリズムの実行に大きな制限を与える。 追加のキュービット、中間回路計測、古典的に制御された操作を導入することで、それらの深さを低減できることを示す。 特に, 提案した非単体量子回路は, 層流および乱流状態の流路構成を効率的に表現できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3220521366735247
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The increasing depth of quantum circuits presents a major limitation for the execution of quantum algorithms, as the limited coherence time of physical qubits leads to noise that manifests as errors during computation. In this work, we focus on circuits relevant to variational quantum algorithms and demonstrate that their depth can be reduced by introducing additional qubits, mid-circuit measurements, and classically controlled operations. As an illustrative example, we consider nonlinear dynamics governed by the one-dimensional Burgers' equation, which has broad applications in computational fluid dynamics. In particular, we show that the proposed non-unitary quantum circuits can efficiently represent fluid flow configurations in both laminar and turbulent regimes. Furthermore, we demonstrate that, when noise is taken into account, these circuits are advantageous in regimes where two-qubit gate error rates are relatively low compared to idling error rates.
• Abstract（参考訳）: 量子回路の深さが増加すると、物理量子ビットのコヒーレンス時間が制限され、計算中にエラーとして現れるノイズが発生するため、量子アルゴリズムの実行には大きな制限が生じる。 本研究では、変分量子アルゴリズムに関連する回路に着目し、追加のキュービット、中間回路計測、古典的に制御された演算を導入することにより、それらの深さを低減できることを実証する。 実例として、1次元バーガーズ方程式が支配する非線形力学について考察する。 特に, 提案した非単元量子回路は, 層流と乱流の双方において, 流体流の配置を効率的に表現できることを示す。 さらに、ノイズを考慮した場合、これらの回路は、アイドリングエラー率に比べて2ビットゲート誤差率が比較的低いレシエーションにおいて有利であることを示した。

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