論文の概要: Analog-Digital Quantum Computing with Quantum Annealing Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.15534v1
• Date: Mon, 16 Mar 2026 16:58:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 18:28:58.615489
• Title: Analog-Digital Quantum Computing with Quantum Annealing Processors
• Title（参考訳）: 量子アニーリングプロセッサを用いたアナログデジタル量子コンピューティング
• Authors: Rahul Deshpande, Majid Kheirkhah, Chris Rich, Richard Harris, Jack Raymond, Emile Hoskinson, Pratik Sathe, Andrew J. Berkley, Stefan Paul, Brian Barch, Daniel A. Lidar, Markus Müller, Gabriel Aeppli, Andrew D. King, Mohammad H. Amin,
• Abstract要約: 超伝導量子アニールプロセッサにおいてアナログデジタル量子コンピューティングを実現する方法を示す。 これはアナログ量子進化の始まりと終わりに単一量子ビットゲートを実装することと等価である。 これらの実験は、量子計算とシミュレーションの幅広い新しい可能性への扉を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5799795210728863
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum annealing processors typically control qubits in unison, attenuating quantum fluctuations uniformly until the applied system Hamiltonian is diagonal in the computational basis. This simplifies control requirements, allowing annealing QPUs to scale to much larger sizes than gate-based systems, but constraining the class of available operations. Here we expand the class by performing analog-digital quantum computing in a highly-multiplexed, superconducting quantum annealing processor. This involves evolution under a fixed many-body Hamiltonian that, in the weak-coupling regime, is well-described by an effective XY model, together with arbitrary-basis initialization and measurement via auxiliary qubits. Operationally, this is equivalent to implementing single-qubit gates at the beginning and end of an analog quantum evolution. We demonstrate this capability with several foundational applications: single-qubit and two-qubit coherent oscillations with varying initialization and measurement bases, a multi-qubit quantum walk with fermionic dispersion in line with theory, and Anderson localization in a disordered chain. These experiments open the door to a wide range of new possibilities in quantum computation and simulation, greatly expanding the applications of commercially available quantum annealing processors.
• Abstract（参考訳）: 量子アニールプロセッサは一般に一斉に量子ビットを制御し、応用系ハミルトニアンが計算ベースで対角になるまで量子ゆらぎを均一に減衰させる。 これにより、制御要求が簡単になり、QPUのアニールはゲートベースのシステムよりもずっと大きなサイズにスケールできるが、利用可能な操作のクラスは制限される。 ここでは、高い多重化、超伝導量子アニールプロセッサでアナログデジタル量子コンピューティングを実行することにより、クラスを拡大する。 これは、弱いカップリング状態において、任意の基底初期化と補助量子ビットによる測定とともに、効率的なXYモデルによって適切に記述される固定された多体ハミルトニアンの下での進化を含む。 運用上、これはアナログ量子進化の始まりと終わりに単一量子ビットゲートを実装することと等価である。 本稿では, 単一量子および2量子コヒーレント振動(初期化と測定ベースの変化), フェルミオン分散を持つ多量子量子ウォーク, 乱れ鎖におけるアンダーソン局在の2つの基礎的応用でこれを実証する。 これらの実験は、量子計算とシミュレーションの幅広い新しい可能性への扉を開き、市販の量子アニールプロセッサの応用を大きく広げた。

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