論文の概要: Halving the Cost of Controlled Time-Evolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.13855v1
- Date: Mon, 17 Nov 2025 19:15:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-19 16:23:52.759648
- Title: Halving the Cost of Controlled Time-Evolution
- Title（参考訳）: 時間進化制御のコスト削減
- Authors: William A. Simon, Peter J. Love,
- Abstract要約: 量子シミュレーションアルゴリズムは、時間進化のユニタリを制御する能力を必要とするかもしれない。
トロッター時間進化を制御する標準的なアプローチは、単一キュービットの任意の回転の数を2倍にする。
この構造は、制御されたトロッター進化の任意の回転数を、制御されていないトロッター進化の回転数に還元する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0687531213383208
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum simulation is a promising application for quantum computing. Quantum simulation algorithms may require the ability to control the time evolution unitary. Naive techniques to control a unitary can substantially increase the required computational resources. A standard approach to controlling Trotterized time evolution doubles the number of single-qubit arbitrary rotations. Here, we describe a compilation scheme that does not increase the number of arbitrary rotations for symmetric Trotterizations, which applies to second-order and higher Suzuki-Trotter decompositions. This halves the number of arbitrary rotations required to implement controlled, Trotterized time evolution compared to the standard approach. Arbitrary rotations contribute significantly to resource estimates in a fault-tolerant architecture due to the number of required magic states. Therefore, arbitrary rotations dominate the $T$-cost of fault-tolerant implementations of quantum simulation. This construction reduces the number of arbitrary rotations for controlled Trotter evolution to that of uncontrolled Trotter evolution, thereby reducing the cost of fault-tolerant quantum simulation.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションは量子コンピューティングの有望な応用である。
量子シミュレーションアルゴリズムは、時間進化のユニタリを制御する能力を必要とするかもしれない。
ユニタリを制御するためのナイーブな技術は、必要な計算資源を大幅に増やすことができる。
トロッター時間進化を制御する標準的なアプローチは、単一キュービットの任意の回転数を2倍にする。
ここでは、対称トロッター化の任意の回転数が増加しないコンパイル方式について述べる。
これは、標準的なアプローチと比較して、制御された、トロッター化された時間進化を実装するのに必要な任意の回転の数を半減する。
任意回転は、必要なマジック状態の数のためにフォールトトレラントアーキテクチャのリソース推定に大きく貢献する。
したがって、任意の回転が量子シミュレーションのフォールトトレラント実装の$T$コストを支配している。
この構造は、制御されたトロッター進化のための任意の回転数を制御されていないトロッター進化の回転数を減少させ、フォールトトレラント量子シミュレーションのコストを低減させる。
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