論文の概要: Phase Estimation with Compressed Controlled Time Evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.21225v1
• Date: Wed, 26 Nov 2025 09:54:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-27 18:37:59.048935
• Title: Phase Estimation with Compressed Controlled Time Evolution
• Title（参考訳）: 圧縮制御時間進化による位相推定
• Authors: Erenay Karacan,
• Abstract要約: この研究は、変換不変な局所ハミルトニアンの制御時間進化演算子を量子回路に符号化するための圧縮プロトコルを確立する。 回路深さのほぼ最適スケーリングを実現し、乗算から加算係数への制御オーバーヘッドを低減させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Many optimally scaling quantum simulation algorithms employ controlled time evolution of the Hamiltonian, which is typically the major bottleneck for their efficient implementation. This work establishes a compression protocol for encoding the controlled time evolution operator of translationally invariant, local Hamiltonians into a quantum circuit. It achieves a near-optimal scaling in circuit depth $\mathcal{O}(t \text{ polylog}(t N/ε))$, while reducing the control overhead from a multiplicative to an additive factor. We report that this compression protocol enables the implementation of Iterative Quantum Phase Estimation with as few as 414 CNOT gates for a frustrated quantum spin system on a 6x6 triangular lattice and delivers ground state energy errors below 1% (with $\pm$ 1.5% variation, calculated with a hardware noise aware pipeline) on a 4x4 triangular lattice using the noisy emulator of the Quantinuum H2 trapped ion device.
• Abstract（参考訳）: 多くの最適スケールの量子シミュレーションアルゴリズムは、ハミルトニアンの時間進化を制御しており、これは一般的にその効率的な実装の主要なボトルネックである。 この研究は、変換不変な局所ハミルトニアンの制御時間進化演算子を量子回路に符号化するための圧縮プロトコルを確立する。 回路深さ$\mathcal{O}(t \text{ polylog}(t N/ε))$のほぼ最適スケーリングを実現し、乗法から加法因子への制御オーバーヘッドを低減させる。 この圧縮プロトコルにより,6x6の三角格子上でのフラストレーション量子スピン系に対する414個のCNOTゲートによる反復量子位相推定を実現し,4x4の三角格子上での基底状態エネルギー誤差($\pm$ 1.5%の変動,ハードウェアノイズを考慮したパイプラインによる計算)を量子H2トラップイオン装置のノイズエミュレータを用いて実現する。

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