論文の概要: Trotter Error and Orbital Transformations in Quantum Phase Estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18913v1
• Date: Sat, 21 Feb 2026 17:39:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-24 17:42:02.392136
• Title: Trotter Error and Orbital Transformations in Quantum Phase Estimation
• Title（参考訳）: 量子位相推定におけるトロッター誤差と軌道変換
• Authors: Marvin Kronenberger, Mihael Erakovic, Markus Reiher,
• Abstract要約: 軌道変換がトロッター誤差に及ぼす影響について検討する。 軌道変換によるトロッター誤差を低減するための3つの戦略を検討する。 局在軌道基底は分子計算において大きなトロッター誤差を生じない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2744523252873352
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computation with Trotter product formulae is straightforward and requires little overhead in terms of logical qubits. The choice of the orbital basis significantly affects circuit depth, with localised orbitals yielding lowest circuit depths. However, literature results point to large Trotter errors incurred by localised orbitals. Here, we therefore investigate the effect of orbital transformations on Trotter error. We consider three strategies to reduce Trotter error by orbital transformation: (i) The a priori selection of an orbital basis that produces low Trotter error. (ii) The derivation of an orbital basis that produces a ground state energy free of Trotter error (as we observed that the Trotter error is a continuous function in the Givens-rotation parameter, from which continuity of this error upon orbital transformation can be deduced). (iii) Application of propagators that change the computational basis between Trotter steps. Our numerical results show that reliably reducing Trotter error by orbital transformations is challenging. General recipes to produce low Trotter errors cannot be easily derived, despite analytical expressions which suggest ways to decrease Trotter error. Importantly, we found that localised orbital bases do not produce large Trotter errors in molecular calculations, which is an important result for efficient QPE set-ups.
• Abstract（参考訳）: トロッター積公式による量子計算は単純であり、論理量子ビットの観点からはほとんどオーバーヘッドを必要としない。 軌道基底の選択は回路深度に大きく影響し、局部的な軌道は回路深度を低くする。 しかし、文献的な結果は、局所軌道によって引き起こされた大きなトロッター誤差を示している。 そこで本研究では,軌道変換がトロッター誤差に与える影響について検討する。 軌道変換によるトロッター誤差を低減するための3つの戦略を検討する。 i) トロッター誤差の低い軌道基底の事前選択。 2) トロッター誤差のない基底状態エネルギーを生成する軌道基底の導出(トロッター誤差はアジェンド・ローテーションパラメータの連続関数であり、軌道変換によるこの誤差の連続性を導出することができる)。 3 トロッターステップ間の計算基準を変更するプロパゲータの適用 以上の結果から,軌道変換によるトロッター誤差の低減は困難であることが示唆された。 低トラッター誤差を生成する一般的なレシピは、トロッター誤差を減らす方法を提案する解析的表現にもかかわらず、簡単には導出できない。 重要なことは、局在軌道基底は分子計算において大きなトロッター誤差を生じないということであり、これはQPEの効率的なセットアップにとって重要な結果である。

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