論文の概要: Efficient Qubit Simulation of Hybrid Oscillator-Qubit Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09233v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 06:05:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 15:25:24.082328
• Title: Efficient Qubit Simulation of Hybrid Oscillator-Qubit Quantum Computation
• Title（参考訳）: ハイブリッドオシレータ-量子計算の効率的な量子ビットシミュレーション
• Authors: Xi Lu, Bojko N. Bakalov, Yuan Liu,
• Abstract要約: 位置符号化による量子ビットのみのシステム上でのハイブリッド発振器量子プロセッサのためのフレームワークを提案する。 連続可変位置と運動量波関数を量子振幅に符号化することにより、ガウスおよび条件付きガウス演算を効率的にシミュレートする。 フォック境界状態に対する量子変換誤差の厳密な数値計算を行い、正確な資源推定を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.0833183028318984
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a framework for simulating hybrid oscillator-qubit quantum processors on qubit-only systems through position encoding. By encoding continuous-variable position and momentum wave functions into qubit amplitudes, our method efficiently simulates all Gaussian and conditional Gaussian operations -- encompassing the phase-space instruction set (beam splitter, single-qubit rotation, conditional displacement) and extending to squeezing, conditional squeezing, conditional rotation, and conditional beam splitter -- using $O\!\left(\log^2\!\left(Γ+ \log(1/ε)\right)\right)$ qubit gates per hybrid gate, where $Γ$ is the Fock-level bound and $ε$ is the target precision. This polylogarithmic per-gate complexity represents an exponential improvement over Fock basis encoding approaches, which require exponential quantum or classical resources in the number of qubits per mode. We provide rigorous numerical characterization of quantum Fourier transform errors for Fock-bounded states, enabling precise resource estimation for practical implementations. This work establishes that hybrid oscillator-qubit algorithms can be implemented on qubit processors with polynomial overhead, providing new insights into the computational power trade-offs between discrete-variable and hybrid continuous-discrete-variable quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 位置符号化による量子ビットのみのシステム上でのハイブリッド発振器量子プロセッサのシミュレーションフレームワークを提案する。 連続可変位置と運動量波関数を量子振幅に符号化することにより、位相空間命令セット(ビームスプリッタ、単一量子回転、条件変位)を含むガウスおよび条件ガウス演算を効率的にシミュレートし、スキューズ、条件付きスクイーズ、条件付き回転、条件付きビームスプリッタへと拡張する。 \left(\log^2\! ハイブリッドゲートあたりの qubit gates は Fock-level bound であり、$ε$ はターゲット精度である。 この多対数パーゲートの複雑さは、モデム当たりの量子ビット数において指数的な量子または古典的なリソースを必要とするフォック基底符号化アプローチよりも指数関数的に改善したことを示している。 フォックバウンド状態に対する量子フーリエ変換誤差の厳密な数値計算を行い、実用的な実装のための正確な資源推定を可能にする。 この研究は、多項式オーバーヘッドを持つ量子ビットプロセッサ上でハイブリッド発振器量子ビットアルゴリズムを実装できることを確立し、離散変数とハイブリッド連続離散変数量子コンピューティングの間の計算パワートレードオフに関する新たな洞察を提供する。

関連論文リスト

• Oscillator-qubit generalized quantum signal processing for vibronic models: a case study of uracil cation [4.351505522514463]
  状態準備と時間進化を実装したハイブリッド発振器量子ビットプロセッサのコンパイラを提案する。 このコンパイラは、任意のボゾン位相ゲートを合成するために一般化量子信号処理(GQSP)を起動する。 我々は,無調波ビブロニックモデルによる正確なモデリングを必要とする標準系であるウラシルカチオンについて,本手法の有効性を検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-12T08:13:57Z)
• Efficient Gaussian State Preparation in Quantum Circuits [4.930778301847907]
  本稿では,1キュービット回転から始まって指数振幅プロファイルを形成する回路ベースアプローチを提案し,解析する。 この手法がガウス状態と高い忠実性を達成することを実証する。 提案手法は、ガウス状態がノイズの多い量子ハードウェア上でアクセスできるようにするための有望な方法であると結論付けている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-27T15:15:20Z)
• A Superconducting Qubit-Resonator Quantum Processor with Effective All-to-All Connectivity [44.72199649564072]
  このアーキテクチャは、高い接続性から恩恵を受けるアルゴリズムのテストベッドとして使用できる。 中心共振器は計算要素として利用できることを示す。 GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)状態は6つの量子ビットすべてに対して真に複数の量子ビットが絡み合った状態であり、読み出しエラーを緩和するフィリティは0.86$である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-13T21:36:18Z)
• Practical Quantum Circuit Implementation for Simulating Coupled Classical Oscillators [1.3140209441982318]
  本研究では, 1次元バネ質量系をシミュレーションするための量子回路の構築と実装を行う。 この回路に基づくハミルトニアンシミュレーションアプローチは、計算コストを大幅に削減し、将来の量子ハードウェアに関する大規模な多体研究を可能にする可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-10T16:53:56Z)
• Exponentially accurate open quantum simulation via randomized dissipation with minimal ancilla [0.0]
  リンドブラッド力学をシミュレートするいくつかの量子アルゴリズムは、精度$varepsilon$で対数的に短い回路深さを達成する。 観測可能な推定を目的とした複数のジャンプ演算子を用いて一般リンドブラッド力学をシミュレーションする量子アルゴリズムを提案し,対数的に短い回路深さと最小アンシラサイズの両方を達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-27T04:43:19Z)
• Hybrid Oscillator-Qubit Quantum Processors: Simulating Fermions, Bosons, and Gauge Fields [31.51988323782987]
  我々は,強い相関を持つフェルミオンとボソンの量子シミュレーションのためのハイブリッド発振器量子ビットプロセッサフレームワークを開発した。 この枠組みは、ベーカー・カンベル・ハウスドルフの公式に基づく近似法と同様に、粒子相互作用の正確な分解を与える。 我々の研究は超伝導ハードウェアの実装に焦点を当てているが、我々のフレームワークはトラップされたイオンや中性原子ハードウェアにも使用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T17:58:20Z)
• Simulating electronic structure on bosonic quantum computers [34.84696943963362]
  電子ハミルトニアンを、ボゾン量子デバイス上で解ける擬似ボゾン問題にマッピングする方法を提案する。 この研究は、多くのフェルミオン系をシミュレートする新しい経路を確立し、ハイブリッド量子ビット量子デバイスの可能性を強調する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-16T02:04:11Z)
• Composably secure data processing for Gaussian-modulated continuous variable quantum key distribution [58.720142291102135]
  連続可変量子鍵分布(QKD)は、ボソニックモードの二次構造を用いて、2つのリモートパーティ間の秘密鍵を確立する。 構成可能な有限サイズセキュリティの一般的な設定におけるホモダイン検出プロトコルについて検討する。 特に、ハイレート(非バイナリ)の低密度パリティチェックコードを使用する必要のあるハイシグネチャ・ツー・ノイズ・システマを解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:02:55Z)
• Hartree-Fock on a superconducting qubit quantum computer [30.152226344347064]
  ここでは、12の量子ビット、78の2量子ビットゲート、114の1量子ビットゲートを含む、最も大きな化学の一連の量子シミュレーションを行う。 我々は、ジアゼンの異性化と同様に、$rm H_6$, $rm H_8$, $rm H_10$, $rm H_12$の結合エネルギーをモデル化する。 また,本実験の有効性を劇的に向上させる$N$-representabilityに基づく誤り軽減戦略を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-08T18:00:06Z)

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。