論文の概要: Noise-aware emulation and cross-device validation of neutral atom analog quantum processing units

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.28364v1
• Date: Thu, 30 Jul 2026 15:29:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.624224
• Title: Noise-aware emulation and cross-device validation of neutral atom analog quantum processing units
• Title（参考訳）: 中性原子アナログ量子処理ユニットのノイズ対応エミュレーションとデバイス間検証
• Abstract要約: 本稿では,全周期にわたって支配的なノイズメカニズムを伝播させ,デバイス動作を予測するノイズ対応エミュレーションフレームワークを提案する。 我々は,3つのパスカル量子プロセッサ上で,量子アニーリングとポストクエンチダイナミクスという2つの代表的なプロトコルをベンチマークすることで,このフレームワークを検証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.192653435421335
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Analog quantum processors based on Rydberg atom arrays are a powerful platform for many-body quantum simulation, combinatorial optimization, and graph machine learning. As these devices become increasingly accessible, establishing confidence in their outputs requires predictive models that quantitatively connect microscopic hardware imperfections to empirical results. Here, we present a noise-aware emulation framework that propagates the dominant noise mechanisms throughout the full computation cycle to predict device behavior. We validate the framework by benchmarking two representative protocols, quantum annealing and post-quench dynamics, on three Pasqal quantum processors where classical simulations still provide ground truth. Across all three devices, the measured observables fall within the uncertainty envelopes predicted by the emulator. Beyond reproducing the data, the framework isolates which physical mechanism dominates in each operating regime, provides quantitative guidance for algorithm design and hardware improvements, and establishes a foundation for verifying analog processors in regimes beyond classical reach.
• Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子配列に基づくアナログ量子プロセッサは、多体量子シミュレーション、組合せ最適化、グラフ機械学習のための強力なプラットフォームである。 これらのデバイスがますますアクセスしやすくなるにつれて、その出力の信頼性を確立するには、顕微鏡ハードウェアの不完全性と経験的な結果とを定量的に結合する予測モデルが必要である。 本稿では、デバイス動作を予測するために、全計算サイクルを通して支配的なノイズメカニズムを伝搬するノイズ対応エミュレーションフレームワークを提案する。 古典シミュレーションが依然として基礎となる3つのパスカル量子プロセッサ上で、量子アニールとポストクエンチダイナミクスという2つの代表的なプロトコルをベンチマークすることで、このフレームワークを検証する。 3つのデバイス全体で、測定された可観測物はエミュレータによって予測される不確実性エンベロープ内に入る。 データの再生成の他に、このフレームワークは、各オペレーティングシステムでどの物理メカニズムが支配するかを分離し、アルゴリズム設計とハードウェアの改善のための定量的ガイダンスを提供し、古典的リーチを超えたレシシシでアナログプロセッサを検証する基盤を確立する。

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