論文の概要: Phase transitions in quantum-circuit compilation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.00189v1
• Date: Fri, 31 Jul 2026 18:14:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-04 15:07:24.547646
• Title: Phase transitions in quantum-circuit compilation
• Title（参考訳）: 量子回路コンパイルにおける相転移
• Abstract要約: コンパイル過程と多体スピン系の熱力学を結合する。 我々は、回路のコルモゴロフ複雑性が秩序相の出現を促進することを観察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum-circuit compilation aims at finding an optimized realization of a target circuit under given constraints, e.g., the minimization of hardware-induced errors and the unitary-equivalence of the circuit. We connect the compilation process with the thermodynamics of a many-body spin system: circuit infidelity plays the role of the energy function and low-temperature states correspond to compiled circuits. In the paradigmatic case where crosstalk between parallel gates is present, we find a phase transition between a disordered phase and an antiferromagnetic brick-wall phase, compatible with the Ising universality class. At larger crosstalk, we observe a $\mathbb{Z}_3$-ordered regime, suggesting that increasingly serial compiled circuits are associated with emergent $\mathbb{Z}_n$-ordered phases. When the unitary-equivalence constraint is removed, these phases disappear, showing that the equivalence between circuits underlies the emergent criticality and constitutes a source of complexity in quantum-circuit compilation and, more generally, in equivalence-constrained optimization. Finally, we observe that the Kolmogorov complexity of the circuit enhances the emergence of ordered phases.
• Abstract（参考訳）: 量子回路コンパイルは、所定の制約下での目標回路の最適化の実現、例えば、ハードウェアによるエラーの最小化と回路のユニタリ等価性を見つけることを目的としている。 回路不忠実性はエネルギー関数の役割を担い、低温状態はコンパイルされた回路に対応する。 平行ゲート間のクロストークが存在するパラダイム的場合、イジング普遍性クラスと互換性のある乱れ相と反強磁性レンガ壁相の間の相転移が見つかる。 より大きなクロストークでは、$\mathbb{Z}_3$-ordered regime が観測され、よりシリアルなコンパイル回路は、創発的な $\mathbb{Z}_n$-ordered phase と関連していることを示す。 ユニタリ等価制約が取り除かれたとき、これらの位相は消失し、回路間の等価性が創発的臨界性の基礎となり、量子回路コンパイルにおける複雑さの源となり、より一般的には同値制約最適化において成り立つことを示す。 最後に、回路のコルモゴロフ複雑性が秩序相の出現を促進することを観察する。

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