論文の概要: Shot and Architecture Adaptive Subspace Variational Quantum Eigensolver for Microwave Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10458v1
• Date: Thu, 11 Dec 2025 09:34:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.303566
• Title: Shot and Architecture Adaptive Subspace Variational Quantum Eigensolver for Microwave Simulation
• Title（参考訳）: マイクロ波シミュレーションのためのショットとアーキテクチャ適応部分空間変動量子固有解器
• Authors: Zhixiu Han, Fanxu Meng, Weidong Li, Xutao Yu, Zaichen Zhang,
• Abstract要約: NISQデバイス上での効率的なマイクロ波導波路固有モードシミュレーションのためのアーキテクチャとショット適応部分空間変動量子固有解器を提案する。 提案フレームワークは、強化学習に基づく回路設計戦略と適応的なショットアロケーション機構を統合し、量子リソースオーバーヘッドを共同で低減する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.95340169522508
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing offers a promising paradigm for electromagnetic eigenmode analysis, enabling compact representations of complex field interactions and potential exponential speedup over classical numerical solvers. Recent efforts have applied variational quantum eigensolver (VQE) based methods to compute waveguide modes, demonstrating the feasibility of simulating TE and TM field distributions on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) hardware. However, these studies typically employ manually designed, fixed-depth parameterized quantum circuits and uniform measurement-shot strategies, resulting in excessive quantum resource consumption, limited circuit expressivity, and reduced robustness under realistic noise conditions. To address these limitations, we propose an architecture and shot adaptive subspace variational quantum eigensolver for efficient microwave waveguide eigenmode simulation on NISQ devices. The proposed framework integrates a reinforcement learning (RL) based circuit design strategy and an adaptive shot allocation mechanism to jointly reduce quantum resource overhead. Specifically, the RL agent autonomously explores the quantum circuit space to generate hardware-efficient parameterized quantum circuits, while the adaptive measurement scheme allocates sampling resources according to Hamiltonian term weights. Numerical experiments on three- and five-qubit systems demonstrate that the proposed framework achieves accurate estimation of TE and TM mode eigenvalues, with a minimum absolute error down to $10^{-8}$ and reconstructed field distributions under noiseless conditions in excellent agreement with classical electromagnetic solutions.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは電磁固有モード解析のための有望なパラダイムを提供し、古典的数値解法上の複素場相互作用のコンパクトな表現と指数指数的高速化を可能にする。 近年、変分量子固有解法(VQE)を用いた導波管モードの計算手法が適用され、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)ハードウェア上でのTEおよびTMフィールド分布のシミュレーションが可能になった。 しかし、これらの研究は通常、手動設計の固定深度パラメタライズド量子回路と均一な計測ショット戦略を用いており、結果として過剰な量子資源消費、限られた回路表現率、現実的な雑音条件下での頑健さが減少する。 これらの制約に対処するため,NISQデバイス上でのマイクロ波導波路固有モードシミュレーションのためのアーキテクチャと適応部分空間変動量子固有解器を提案する。 提案するフレームワークは、強化学習(RL)に基づく回路設計戦略と、適応的なショットアロケーション機構を統合し、量子リソースオーバーヘッドを共同で削減する。 具体的には、RLエージェントは、ハードウェア効率の良いパラメータ化量子回路を生成するために、量子回路空間を自律的に探索し、適応的な測定スキームはハミルトン項の重みに応じてサンプリング資源を割り当てる。 3-および5-qubit系の数値実験により, TEおよびTMモード固有値の正確な推定が可能であり, ノイズのない条件下での最小絶対誤差を10^{-8}$とし, 古典的電磁解との整合性を示した。

関連論文リスト

• Analog Quantum Phase Estimation with Single-Mode Readout [0.46040036610482665]
  固有値推定は量子優位性を示す中心的な問題である。 対象ハミルトニアンの固有エネルギーを抽出するアナログ量子位相推定プロトコルを提案する。 この結果は,短期量子プラットフォームにおける量子位相推定を実現するための,資源効率が高くスケーラブルなフレームワークを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-18T17:50:42Z)
• VQC-MLPNet: An Unconventional Hybrid Quantum-Classical Architecture for Scalable and Robust Quantum Machine Learning [50.95799256262098]
  変分量子回路(VQC)は量子機械学習を約束するが、表現性、訓練性、耐雑音性の課題に直面している。 本稿では,VQCが学習中に古典多層パーセプトロンの第一層重みを生成するハイブリッドアーキテクチャであるVQC-MLPNetを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-12T01:38:15Z)
• RhoDARTS: Differentiable Quantum Architecture Search with Density Matrix Simulations [44.13836547616739]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、ノイズ中間スケール量子(NISQ)コンピュータを活用するための有望なアプローチである。 与えられたVQA問題を効率的に解く最適な量子回路を選択することは、非自明な作業である。 量子アーキテクチャ探索(QAS)アルゴリズムは、与えられた問題に合わせた量子回路の自動生成を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-04T08:30:35Z)
• Trapped-ion quantum simulation of the Fermi-Hubbard model as a lattice gauge theory using hardware-aware native gates [0.43914426871918816]
  トロタライズに基づく量子シミュレーションは将来性を示しているが、現在のハードウェアの実装はノイズによって制限されている。 Z2 LGTへのFermi-Hubbardモデルのマッピングが最近提案され、追加の対称性で保護された部分空間にダイナミクスを制限し、ノイズのある古典的シミュレーションによって選択後の誤差軽減の能力が検証された。 特に、反復事前条件勾配降下(IPG)とサブシステムフォン・ノイマンエントロピー圧縮の組み合わせにより、FHM量子シミュレーションの2ビットゲート数を35%削減する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-12T13:21:12Z)
• Projective Quantum Eigensolver with Generalized Operators [0.0]
  PQEフレームワークにおける閉形式残留方程式の観点から一般化作用素を決定する手法を開発する。 いくつかの分子系への応用により、アンザッツは単体、二重体、三重体を含む(異方性)UCCと同様の精度を達成できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-21T15:40:22Z)
• Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
  本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。 特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-27T21:15:35Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• Error mitigation and quantum-assisted simulation in the error corrected regime [77.34726150561087]
  量子コンピューティングの標準的なアプローチは、古典的にシミュレート可能なフォールトトレラントな演算セットを促進するという考え方に基づいている。 量子回路の古典的準確率シミュレーションをどのように促進するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-12T20:58:41Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。