論文の概要: Circuit Design Informed Adaptive Variational Quantum Algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.04110v1
• Date: Sun, 05 Jul 2026 04:20:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.831775
• Title: Circuit Design Informed Adaptive Variational Quantum Algorithms
• Title（参考訳）: 適応変分量子アルゴリズムを用いた回路設計
• Abstract要約: 資源効率の計算は、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)時代において中心的な重要性を持つ。 本研究では,回路設計の考察を取り入れることが,資源効率の変動量子アルゴリズムの開発に不可欠であることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.609753897467093
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Resource-efficient computation is of central importance in the noisy intermediate-scale quantum (NISQ) era, where decoherence, gate errors, and restricted qubit connectivity severely limit the reliable execution of quantum algorithms. In this work, we demonstrate that incorporating circuit design considerations is crucial for developing resource-efficient variational quantum algorithms. By focusing on the Hadamard test circuit architecture, hardware-aware qubit connectivity, and problem-specific adaptive framework, we analyze how circuit design constraints can systematically reduce the measurement overhead associated with repeated evaluations of the candidate gate pool in adaptive algorithms. Specifically, we demonstrate reductions in the required measurement resources ranging from at least 25% to as high as 50% - 55%. To assess the effectiveness of our approach, we investigate the ground state problem of the nonlinear Schrödinger equation. Overall, our work contributes to resource-friendly strategies for quantum computation and underscores that algorithmic frameworks should systematically integrate circuit design constraints with hardware-aware and problem-specific structures to enhance the practical feasibility of quantum devices in the NISQ era.
• Abstract（参考訳）: 資源効率の計算は、デコヒーレンス、ゲートエラー、制限された量子ビット接続が量子アルゴリズムの信頼性を著しく制限する、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)時代において、中心的な重要性である。 本研究では,回路設計の考察を取り入れることが,資源効率の変動量子アルゴリズムの開発に不可欠であることを実証する。 本研究では,アダマールテスト回路アーキテクチャ,ハードウェア対応キュービット接続,問題固有の適応フレームワークに着目し,適応アルゴリズムにおける候補ゲートプールの繰り返し評価に伴う測定オーバーヘッドを,回路設計の制約が体系的に低減する方法について分析する。 具体的には、必要な測定資源の少なくとも25%から50%から55%の削減を実証する。 提案手法の有効性を評価するため,非線形シュレーディンガー方程式の基底状態問題について検討する。 全体として、我々の研究は量子コンピューティングのリソースフレンドリな戦略に寄与し、NISQ時代の量子デバイスの実現可能性を高めるために、アルゴリズムフレームワークは、回路設計の制約をハードウェア認識や問題固有構造と体系的に統合すべきであることを示す。

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