論文の概要: Scalable Quantum Computational Science: A Perspective from Block-Encodings and Polynomial Transformations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16738v1
- Date: Thu, 20 Nov 2025 19:00:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-24 18:08:18.786569
- Title: Scalable Quantum Computational Science: A Perspective from Block-Encodings and Polynomial Transformations
- Title（参考訳）: スケーラブル量子計算科学:ブロックエンコーディングと多項式変換の展望
- Authors: Kevin J. Joven, Elin Ranjan Das, Joel Bierman, Aishwarya Majumdar, Masoud Hakimi Heris, Yuan Liu,
- Abstract要約: 本稿では,スケーラブルな量子計算科学手法が持つべきいくつかの特性について述べる。
本稿では,ブロック符号化の構成と組立,量子信号処理(QSP)アルゴリズムの様々な一般化など,最近の話題について述べる。
このパースペクティブが、最先端の量子アルゴリズムを計算科学コミュニティに穏やかに導入し、スケーラブルな量子計算科学方法論の今後の発展を促すことを願っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.736062356189732
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Significant developments made in quantum hardware and error correction recently have been driving quantum computing towards practical utility. However, gaps remain between abstract quantum algorithmic development and practical applications in computational sciences. In this Perspective article, we propose several properties that scalable quantum computational science methods should possess. We further discuss how block-encodings and polynomial transformations can potentially serve as a unified framework with the desired properties. We present recent advancements on these topics including construction and assembly of block-encodings, and various generalizations of quantum signal processing (QSP) algorithms to perform polynomial transformations. We also highlight the scalability of QSP methods on parallel and distributed quantum architectures. Promising applications in simulation and observable estimation in chemistry, physics, and optimization problems are presented. We hope this Perspective serves as a gentle introduction of state-of-the-art quantum algorithms to the computational science community, and inspires future development on scalable quantum computational science methodologies that bridge theory and practice.
- Abstract（参考訳）: 量子ハードウェアとエラー訂正における重要な進歩は、量子コンピューティングを実用性に向けて推進している。
しかし、抽象量子アルゴリズム開発と計算科学の実践的応用の間にはギャップが残っている。
本稿では,スケーラブルな量子計算科学手法が持つべきいくつかの特性について述べる。
さらに、ブロックエンコーディングや多項式変換が、望ましい性質を持つ統一フレームワークとして機能する可能性についても論じる。
本稿では,ブロック符号化の構成と組立,および多項式変換を行う量子信号処理(QSP)アルゴリズムの様々な一般化など,これらのトピックに関する最近の進歩について述べる。
また、並列および分散量子アーキテクチャにおけるQSP法のスケーラビリティについても強調する。
化学・物理・最適化問題におけるシミュレーションおよび観測可能な推定への応用について述べる。
このパースペクティブが、最先端の量子アルゴリズムを計算科学コミュニティに穏やかに導入し、理論と実践を橋渡しするスケーラブルな量子計算科学方法論に将来の発展を促すことを願っている。
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