論文の概要: Unbiased Hamiltonian Simulation by Reversing Trotter Error Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.29741v1
• Date: Mon, 29 Jun 2026 03:35:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-30 18:07:16.031185
• Title: Unbiased Hamiltonian Simulation by Reversing Trotter Error Dynamics
• Title（参考訳）: 逆トロッター誤差ダイナミクスによる非バイアスハミルトニアンシミュレーション
• Abstract要約: スズキ-トロッターの公式は、現在の量子コンピューティングプラットフォームにおけるデファクト・ハミルトンのシミュレーション手法のままである。 一定のサンプリングオーバヘッドを犠牲にして, スズキ第2次シミュレーションの系統的誤差を除去する機構を提案する。 Probabilistic Trotter Error Reversal (PTER) と呼ばれるアルゴリズムは不偏であり、鈴木-トロッターの公式と比較してゲート数スケーリングを改善し、その単純さを維持している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2961927705739584
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Owing to their simplicity and low overhead, Suzuki--Trotter formulas remain the de facto Hamiltonian simulation methods on current quantum computing platforms. Systematic Trotter errors, however, will quickly become limiting when scaling to larger problems and aiming for higher accuracy. We present a mechanism that removes the systematic error of any $k$-th order Suzuki--Trotter simulation, at the cost of a constant sampling overhead. The key insight is that the Trotter error is itself a coherent dynamics to be reversed, rather than a deviation to be bounded. By identifying the structure of this error in a suitable form, we carry out that reversal through quasi-probabilistic decompositions. The resulting algorithm, called Probabilistic Trotter Error Reversal (PTER), is unbiased, improves the gate-count scaling compared to Suzuki--Trotter formulas, and still retains their simplicity. Numerical simulations of a Heisenberg spin chain support the predicted resource advantage already at modest system sizes.Keisuke Murota, Yuta Kikuchi, Enrico Rinaldi, Frédéric Sauvage, Synge Todo
• Abstract（参考訳）: その単純さとオーバーヘッドの低さから、スズキ・トロッターの公式は現在の量子コンピューティングプラットフォームにおけるデファクト・ハミルトニアン・シミュレーション手法のままである。 しかし、システム的トロッター誤差は、より大きな問題へのスケーリングとより高い精度を目指して、すぐに制限される。 一定のサンプリングオーバヘッドを犠牲にして, スズキ第2次シミュレーションの系統的誤差を除去する機構を提案する。 鍵となる洞察は、トロッター誤差はそれ自体が境界となる偏差ではなく、逆となるコヒーレントなダイナミクスであるということである。 この誤差の構造を適切な形で同定することにより、準確率分解によってその逆転を行う。 Probabilistic Trotter Error Reversal (PTER) と呼ばれるアルゴリズムは不偏であり、鈴木-トロッターの公式と比較してゲート数スケーリングを改善し、その単純さを維持している。 ハイゼンベルクのスピンチェインの数値シミュレーションは、既に控えめなシステムサイズで予測された資源優位性を支える。室田敬助、菊池雄太、エンリコ・リナルディ、フレデリック・ソーベージ、シンゲ・トド

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