論文の概要: Variational Quantum Operator Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.06013v1
• Date: Fri, 06 Mar 2026 08:08:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-09 13:17:45.303905
• Title: Variational Quantum Operator Simulation
• Title（参考訳）: 変分量子演算子シミュレーション
• Authors: Satoru Shoji, Kosuke Ito, Yukihiro Shimizu, Keisuke Fujii,
• Abstract要約: 変分量子シミュレーション(VQOS)は、浅い量子回路における時間進化演算子を実現する方法である。 VQOSは時間発展演算子の所望のトロッター分解の実装を必要としない。 時間進化演算子を実装するためのより実用的な方法を提供することで、VQOSは短期量子コンピュータの適用性を高める。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6945797019995363
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Implementing time-evolution operators in shallow quantum circuits is important for quantum simulations. The standard method of Trotterization requires a large number of gates to achieve practical accuracy. Variational Quantum Simulation (VQS) is an algorithm that calculates the time evolution of a quantum state and can be executed with shallower circuits than Trotterization. However, the operator obtained by VQS evolves only a fixed initial state and is not the time evolution operator itself. In this paper, we propose Variational Quantum Operator Simulation (VQOS), a method to realize time evolution operators in shallow quantum circuits. This method is based on the variational principle for operators and does not require the implementation of the desired Trotter decomposition of the time evolution operator. We performed numerical simulations of the VQOS algorithm and successfully implemented the time evolution operator for closed systems in a quantum circuit that is up to 5 times shallower than the Trotterization. By providing a more practical way to implement time evolution operators, VQOS increases the applicability of near-term quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 浅量子回路における時間進化演算子の実装は量子シミュレーションにおいて重要である。 トロッタライゼーションの標準的な方法は、実用的な精度を達成するために多数のゲートを必要とする。 変分量子シミュレーション(VQS)は、量子状態の時間進化を計算し、トロタライゼーションよりも浅い回路で実行できるアルゴリズムである。 しかしながら、VQS によって得られる作用素は固定初期状態のみを進化させ、時間発展作用素自身ではない。 本稿では,浅量子回路における時間発展演算子を実現するための変分量子演算子シミュレーション(VQOS)を提案する。 この方法は演算子の変分原理に基づいており、時間発展演算子の所望のトロッター分解の実装を必要としない。 我々は,VQOSアルゴリズムの数値シミュレーションを行い,トロタライゼーションの最大5倍の深さを持つ量子回路において,閉系に対する時間発展演算子の実装に成功した。 時間進化演算子を実装するためのより実用的な方法を提供することで、VQOSは短期量子コンピュータの適用性を高める。

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