論文の概要: Estimating Local Observables via Cluster-Level Light-Cone Decomposition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.02377v1
• Date: Tue, 02 Dec 2025 03:35:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-03 21:04:45.706877
• Title: Estimating Local Observables via Cluster-Level Light-Cone Decomposition
• Title（参考訳）: クラスターレベル光クローン分解による局所可観測物の推定
• Authors: Junxiang Huang, Yunxin Tang, Xiao Yuan,
• Abstract要約: 本稿では,量子ワークロードの自然な局所性を活用したクラスタレベルの光コーン分析に基づくフレームワークを提案する。 本稿では,光円錐の幾何学的解離を利用してサンプリング効率を向上する因数分解アルゴリズムと,ハードウェア要件を最小化するために代数展開を利用する代数分解アルゴリズムの2つの補完アルゴリズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9713561148090973
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Simulating large quantum circuits on hardware with limited qubit counts is often attempted through methods like circuit knitting, which typically incur sample costs that grow exponentially with the number of connections cut. In this work, we introduce a framework based on Cluster-level Light-cone analysis that leverages the natural locality of quantum workloads. We propose two complementary algorithms: the Causal Decoupling Algorithm, which exploits geometric disconnections in the light cone for sampling efficiency, and the Algebraic Decomposition Algorithm, which utilizes algebraic expansion to minimize hardware requirements. These methods allow simulation costs to depend on circuit depth and connectivity rather than system size. Together, our results generalize Lieb-Robinson-inspired locality to modular architectures and establish a quantitative framework for probing local physics on near-term quantum devices by decoupling the simulation cost from the global system size.
• Abstract（参考訳）: 量子ビット数に制限のあるハードウェア上での大規模な量子回路のシミュレーションは、通常、接続数を減らすことで指数関数的に増加するサンプルコストを発生させる回路編みのような方法によって試みられる。 本研究では,量子ワークロードの自然な局所性を活用するクラスタレベルの光コーン分析に基づくフレームワークを提案する。 本稿では,光円錐の幾何学的解離を利用してサンプリング効率を向上する因数分解アルゴリズムと,ハードウェア要件を最小化するために代数的展開を利用する代数分解アルゴリズムの2つの補完アルゴリズムを提案する。 これらの手法により、シミュレーションコストはシステムサイズよりも回路深度と接続性に依存する。 本研究は,Lieb-Robinsonによるモジュラーアーキテクチャの局所性を一般化し,シミュレーションコストをグローバルシステムサイズから切り離すことにより,短期量子デバイス上の局所物理学を定量化するための枠組みを構築した。

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