論文の概要: Error-corrected phase estimation averaged over variable grids on a trapped-ion quantum computer: hyperacuity spectra of a CO molecule adsorbed onto $χ$-Fe$_5$C$_2$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.29674v1
- Date: Thu, 28 May 2026 09:33:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-30 02:45:56.145216
- Title: Error-corrected phase estimation averaged over variable grids on a trapped-ion quantum computer: hyperacuity spectra of a CO molecule adsorbed onto $χ$-Fe$_5$C$_2$
- Title（参考訳）: 閉じ込められたイオン量子コンピュータ上の可変格子上での誤差補正位相推定:-Fe$_5$C$_2$に吸着したCO分子のハイパーアクアリティスペクトル
- Authors: Taichi Kosugi, Hirofumi Nishi, Keito Kasebayashi, Hiroki Takahashi, Yu-ichiro Matsushita,
- Abstract要約: 本稿では、低分解能QPEと複数の原点シフトを組み合わせたバーニア型アプローチと、スペクトルを正確に再構成するための物理的動機付け連続パラメトリゼーションを提案する。
QAVGは、早期フォールト耐性量子コンピュータの時代への相関スペクトルの量子シミュレーションへの堅牢な経路を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum phase estimation (QPE) is an underlying technology for extracting the excitation spectra of many-electron systems, yet its practical use on current hardware is hindered by low grid resolution and environmental noises. Here we propose QPE averaged over variable grids (QAVG), a vernier-type approach that combines low-resolution QPE with multiple origin shifts and physically motivated continuous parametrization to reconstruct the spectra accurately. We introduce this approach into an end-to-end workflow for the {\it ab initio}-based model system for a CO molecule adsorbed onto the $χ$-Fe$_5$C$_2$ surface. We perform experiments on Quantinuum H2-2 using both physical QPE circuits and logical QPE circuits encoded in the Steane code with offline bit-flip correction. We demonstrate that QAVG accurately reconstructs the spectra with deviations much smaller than the nominal QPE resolution, even when the noisy histograms are used. The cost landscapes averaged over the shifted grids substantially suppress the local minima arising from the spectral leakage, thereby stabilizing the optimization of trial parameters. These results indicate that QAVG provides a robust route to quantum simulations of correlated spectra toward the era of early-fault-tolerant quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子位相推定(QPE)は、多電子系の励起スペクトルを抽出する基礎技術であるが、現在のハードウェアでの使用は、低グリッド解像度と環境騒音によって妨げられている。
本稿では、低分解能QPEと複数の原点シフトを組み合わせたバーニア型アプローチである可変格子を用いたQPE平均化(QAVG)と、スペクトルを正確に再構成するための物理的動機付け連続パラメトリゼーションを提案する。
我々は,この手法を,CO分子を$==Fe$_5$C$_2$表面に吸着したモデルシステムのためのエンド・ツー・エンドのワークフローに導入する。
我々は,Steane符号に符号化された物理QPE回路と論理QPE回路の両方を用いて,オフラインビットフリップ補正を施した量子H2-2の実験を行った。
ノイズヒストグラムを用いた場合であっても,QAVGは名目QPE分解能よりもはるかに小さい偏差でスペクトルを正確に再構成することを示した。
シフトグリッド上で平均化されたコストランドスケープは、スペクトルリークに起因する局所的なミニマを著しく抑制し、試行パラメータの最適化を安定化する。
これらの結果から,QAVGは早期のフォールト耐性量子コンピュータの時代に向けて,相関スペクトルの量子シミュレーションに頑健な経路を提供することが示された。
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