論文の概要: Practical Log-Depth Quantum State Preparation and Circuit Verification via Tree Tensor Network Compilation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.06579v1
• Date: Thu, 07 May 2026 17:08:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-08 22:27:12.022163
• Title: Practical Log-Depth Quantum State Preparation and Circuit Verification via Tree Tensor Network Compilation
• Title（参考訳）: ツリーテンソルネットワークコンパイルによる実用的対数深さ量子状態準備と回路検証
• Authors: Angus Mingare, Peter V. Coveney,
• Abstract要約: 行列積状態は量子系の効率的な古典的記述を提供する。 マトリックス生成物の状態を量子コンピュータにロードするための浅回路構成は、短期的なハードウェアで実用化するためには必要である。 本稿では, 単純なツリーテンソルネットワーク再正規化手法を用いて, 対数深さ量子回路の行列積状態の分解を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Matrix product states provide efficient classical descriptions of quantum systems that may be useful as reference states for quantum algorithms such as quantum phase estimation and quantum-selected configuration interaction. Shallow circuit constructions for loading matrix product states onto quantum computers is necessary for this to be practical on near-term hardware. We present a decomposition of matrix product states to log-depth quantum circuits via a simple tree tensor network renormalisation procedure. Our method exposes an explicit parameter which can be used to trade a small amount of fidelity for large savings in circuit depth. We extend this decomposition to the case of matrix product operators allowing us to construct log-depth and ancilla-free circuits to calculate overlaps of the form $\left |\langleφ|U|ψ\rangle\right |^2$. In particular, we demonstrate an interpretation of these circuits as \emph{verifier circuits} with application to circuit-level device calibration.
• Abstract（参考訳）: 行列積状態は、量子位相推定や量子選択構成相互作用のような量子アルゴリズムの参照状態として有用な量子系の効率的な古典的記述を提供する。 マトリックス生成物の状態を量子コンピュータにロードするための浅回路構成は、短期的なハードウェアで実用化するためには必要である。 本稿では, 単純なツリーテンソルネットワーク再正規化手法を用いて, 対数深さ量子回路の行列積状態の分解を行う。 本手法は,回路深度に大きな節約のために,少量の忠実度を交換できる明示的パラメータを提示する。 この分解を行列積作用素の場合に拡張し、対数深度およびアンシラ自由回路を構築して、$\left |\langleφ|U|\rangle\right |^2$ という形式の重なりを計算する。 特に,これらの回路を 'emph{verifier circuits' として解釈し,回路レベルのデバイスキャリブレーションに適用する。

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