論文の概要: Near-Optimal Quantum Time Evolution Circuits via Provably Convergent Compression

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.17067v1
• Date: Sat, 16 May 2026 16:35:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-19 17:57:47.518075
• Title: Near-Optimal Quantum Time Evolution Circuits via Provably Convergent Compression
• Title（参考訳）: 確率収束圧縮による近似量子時間進化回路
• Authors: Erenay Karacan, Isabel Nha Minh Le, Matteo D'Anna, Juan Carasquilla, Christian B. Mendl, Ivan Rojkov,
• Abstract要約: 変分圧縮は、ハミルトニアンの時間発展を量子回路に符号化するための実装オーバーヘッドを著しく減少させる。 量子回路への収束を保証するような変分最適化の初期点を選択するためのレシピを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Variational compression can significantly lower implementation overheads for encoding the time evolution of Hamiltonians into quantum circuits. However, they usually lack global convergence guarantees and well-established scaling behavior. In this work, we provide a recipe for choosing the initial point of such variational optimizations that guarantees convergence to a quantum circuit with near-optimal gate complexity $\mathcal{O}\left( N \, t \, \text{polylog}(N \, t/ε) \right)$ for all local and translationally invariant Hamiltonians. We demonstrate our method by encoding the globally controlled time evolution of a Heisenberg antiferromagnet on a Kagome lattice. For $N = 48$ sites, evolution time $t=0.1$ and infidelity $ε\approx1\%$, the controlled time-evolution circuit requires 960 two-qubit B gates, for which we propose a straightforward implementation scheme for ion-trap setups. Thereby, our recipe extends digital quantum simulators toward system sizes and geometries that are challenging for classical computation.
• Abstract（参考訳）: 変分圧縮は、ハミルトニアンの時間発展を量子回路に符号化するための実装オーバーヘッドを著しく減少させる。 しかし、それらは通常、世界的な収束保証と確立されたスケーリングの振る舞いを欠いている。 本研究は, 準最適ゲート複雑性を持つ量子回路への収束を保証するような変分最適化の初期点を選択するためのレシピを提供する。 我々は,カゴメ格子上にハイゼンベルク反強磁性体を大域的に制御した時間進化を符号化することにより,本手法を実証する。 N = 48$のサイト、進化時間$t=0.1$、不忠実$ε\approx1\%$の場合、制御された時間進化回路は960の2量子Bゲートを必要とする。 これにより、我々のレシピは、古典的な計算に挑戦するシステムサイズやジオメトリに向けて、デジタル量子シミュレータを拡張します。

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