論文の概要: Spectral Gap Estimation via Adiabatic Preparation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19288v1
• Date: Mon, 22 Dec 2025 11:31:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-23 18:54:32.730157
• Title: Spectral Gap Estimation via Adiabatic Preparation
• Title（参考訳）: 断熱処理によるスペクトルギャップ推定
• Authors: Davide Cugini, Francesco Ghisoni, Angela Rosy Morgillo, Francesco Scala,
• Abstract要約: 本研究は,Adiabatic prepared法を用いて,ディジタル量子デバイス上でのスペクトルギャップを推定するための代替手法を提案する。 我々は1Dと2DのIsingモデルとH2とH2分子で実験を行い、ノイズレスとノイズの多いシミュレータの両方で比較的浅い回路を実装した。 このアプローチのロバスト性は、1D Isingモデルで最大20キュービットまでの実IonQ Ariaデバイスでの実験によって裏付けられている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1024591739346294
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Estimating energy gaps, i.e. the energy difference between two different states, in quantum systems is crucial for understanding their properties. Conventionally, spectral gap estimation relies on independently computing the ground-state and first-excited-state energies and then taking their difference. This work introduces an alternative procedure for estimating spectral gaps on digital quantum devices using the Adiabatic Preparation technique to create a specific superposition state. The expectation values of observables measured on such a state exhibit time-dependent fluctuations which, through a fitting process, can be used to estimate the energy gap. We successfully test our method on the 1D and 2D Ising models, and H2 and He2 molecules, implementing relatively shallow circuits both on noiseless and noisy simulators. The robustness of the approach is corroborated by additional experiments on the real IonQ Aria device for the 1D Ising model up to 20 qubits, demonstrating the applicability of the proposed method for currently available digital quantum devices and paving the way for more complex energy gap calculation requiring deeper circuits in the fault-tolerant era to come.
• Abstract（参考訳）: 量子系における2つの異なる状態間のエネルギー差、すなわちエネルギーギャップを推定することは、それらの性質を理解するために重要である。 従来、スペクトルギャップの推定は、基底状態と第一励起状態のエネルギーを独立に計算し、その差を取ることに依存していた。 本研究は,Adiabatic prepared法を用いて,デジタル量子デバイス上でのスペクトルギャップを推定し,特定の重ね合わせ状態を生成する方法を提案する。 このような状態において測定された観測可能物の期待値は、適合過程を通じてエネルギーギャップを推定できる時間依存性の変動を示す。 我々は1Dと2DのIsingモデルとH2とH2分子で実験を行い、ノイズレスとノイズの多いシミュレータの両方で比較的浅い回路を実装した。 このアプローチのロバスト性は、1D Isingモデルのための実IonQ Ariaデバイスで20キュービットまでの追加実験によって裏付けられ、提案手法が現在利用可能なデジタル量子デバイスに適用可能であることを実証し、フォールトトレラント時代のより深い回路を必要とするより複雑なエネルギーギャップ計算の道を開いた。

関連論文リスト

• Estimating ground-state properties in quantum simulators with global control [35.3616472951301]
  量子多体系の基底状態の正確な決定は、量子シミュレーションの大きな課題の1つである。 ターゲットハミルトンの下でのグローバルな時間進化のみを用いて基底状態エネルギーを推定するためのプロトコルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-06T15:08:00Z)
• Quantification of Quantum Dynamical Properties with Two Experimental Settings [1.6182874672133758]
  本稿では,2つの非偏り基底のみを用いて特性測定を推定する近似最適化手法を提案する。 このシステムサイズの独立性は、エラーの蓄積を防止し、固有量子力学の特徴づけを可能にする。 提案手法は,チップスケール量子プロセッサから長距離量子ネットワークに至るまで,アーキテクチャの動的特性の推定に適していることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-27T08:27:51Z)
• Anticipating Decoherence: a Predictive Framework for Enhancing Coherence in Quantum Emitters [96.41185946460115]
  遠隔量子エミッタにおける予測とデコヒーレンスエンジニアリングのための予測フレームワークを開発する。 限られたデータに基づいてトレーニングされた機械学習モデルは、目に見えないスペクトルの振る舞いを正確に予測できることを示す。 これらの結果は、スケーラブル量子システムにおけるリアルタイムデコヒーレンスエンジニアリングの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-04T17:23:14Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• Noise-Robust Detection of Quantum Phase Transitions [0.0]
  異なる基底状態配置を特徴とする複数の位相様領域を持つ有限サイズのスピンモデルについて検討する。 本研究では,エネルギー微分,2部位のスピン相関関数,および忠実度感受性の計算により,複数の領域にわたって正確な挙動が得られたことを示す。 この研究は、量子相転移の特定に短期的な応用が期待できる可能性を示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-29T08:34:11Z)
• Spectral Gap Superposition States [0.9217021281095907]
  この研究は、量子系のスペクトルギャップを推定するための新しいNISQフレンドリーな手順を導入する。 断熱熱を利用して、スペクトルギャップ重畳状態を作成することができる。 本手法は, 1次元および2次元イジングモデルにおいて, 地上と第1励起状態の間のエネルギーギャップを推定し, 実験を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-27T16:42:26Z)
• A pathway to accurate potential energy curves on NISQ devices [0.483420384410068]
  量子デバイス上で水素分子のポテンシャルエネルギー曲線を計算するための実用的なワークフローを提案する。 提案手法は,数量子ビットしか持たず,基本セットの限界に近い完全な構成相互作用の結果を提供するために外挿方式を用いる。 シミュレーション量子ハードウェアのノイズ特性に制約があるにもかかわらず、現実的な電子相関値の復元が可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-19T11:32:43Z)
• Computing molecular excited states on a D-Wave quantum annealer [52.5289706853773]
  分子系の励起電子状態の計算にD波量子アニールを用いることを実証する。 これらのシミュレーションは、太陽光発電、半導体技術、ナノサイエンスなど、いくつかの分野で重要な役割を果たしている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-01T01:02:17Z)
• Experimental verification of fluctuation relations with a quantum computer [68.8204255655161]
  我々は、量子プロセッサを用いて、非平衡量子熱力学における多くの理論的結果を実験的に検証する。 我々の実験は、量子計算の非平衡エネルギー論を理解するための実験基盤を構成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-08T14:16:12Z)
• Entanglement generation via power-of-SWAP operations between dynamic electron-spin qubits [62.997667081978825]
  表面音響波(SAW)は、圧電材料内で動く量子ドットを生成することができる。 動的量子ドット上の電子スピン量子ビットがどのように絡み合うかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-15T19:00:01Z)

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。