論文の概要: Encoding Circuit Satisfiability in Rydberg Atom Arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.12938v1
• Date: Thu, 13 Aug 2026 08:18:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.439411
• Title: Encoding Circuit Satisfiability in Rydberg Atom Arrays
• Title（参考訳）: ライドバーグ原子配列における回路満足度の符号化
• Abstract要約: Rydberg atom arrays encode the maximum-weight independent set (MWIS) problem through the blockade mechanism。 本稿では,Rydberg ArrayのCAMERA(Circuit-SAT Atom- efficient MWIS )を紹介する。 ランダムなマルチゲートベンチマークでは、直接符号化経路はCNF経路に対する原子コストを平均22.4 pm 1.8$で下げる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2554890495647717
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Rydberg atom arrays natively encode the maximum-weight independent set (MWIS) problem through the blockade mechanism, so the Boolean circuit satisfiability problem (Circuit-SAT) can be brought onto the platform once it is reduced to MWIS. The conventional encoding of Circuit-SAT in the Rydberg atom array proceeds through conjunctive normal form (CNF) and incurs a substantial atom overhead. We introduce CAMERA (Circuit-SAT Atom-efficient MWIS Encoding for Rydberg Arrays), a method that provides MWIS encodings of Circuit-SAT instances on the king subgraph geometry of the array. CAMERA represents each logic gate as a compact weighted gadget and assembles the gadgets with a placement and routing compiler inspired by very large scale integration (VLSI) design. On random multi-gate benchmarks, the direct encoding route lowers the atom cost relative to the CNF route by an average factor of $22.4 \pm 1.8$. To demonstrate that the encoding extends from individual weighted gadgets to multi-gate arithmetic blocks, we compile a full adder and a multiplier, verifying each against its complete truth table by exact classical ground state calculations. We further showcase solving a representative Circuit-SAT instance end-to-end, from gate level compilation through a closed-system tensor-network simulation of a hardware-compatible annealing protocol on the encoded 30-atom instance to readout of a satisfying assignment. These results establish a complete encoding and simulation workflow as a proof of principle, and a concrete route toward solving a broader family of combinatorial problems on Rydberg atom arrays.
• Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子配列は、ブロック機構を介して、最大重み付き独立集合(MWIS)問題をネイティブにエンコードするので、MWISに還元されると、ブール回路適合性問題(Circuit-SAT)をプラットフォームに持ち込むことができる。 従来のライドバーグ原子配列におけるサーキットSATの符号化は、結合正規形(CNF)を通過し、かなりの原子オーバーヘッドを引き起こす。 本稿では,CAMERA(Circuit-SAT Atom- efficient MWIS Encoding for Rydberg Arrays)を紹介する。 CAMERAは、各論理ゲートをコンパクトな重み付けガジェットとして表現し、非常に大規模な統合(VLSI)設計にインスパイアされた配置とルーティングコンパイラでガジェットを組み立てる。 ランダムなマルチゲートベンチマークでは、直接符号化経路はCNF経路に対する原子コストを平均22.4 pm 1.8$で下げる。 符号化が個々の重み付きガジェットからマルチゲート演算ブロックに拡張されていることを示すため、完全加算器と乗算器をコンパイルし、古典的基底状態計算によってそれぞれの真理テーブルに対して検証する。 さらに、30-atomインスタンス上のハードウェア互換アニーリングプロトコルのクローズドシステムテンソル-ネットワークシミュレーションを通じてゲートレベルのコンパイルから満足度の高い割り当ての読み出しまで、代表的なCircuit-SATインスタンスのエンドツーエンドの解決を実証する。 これらの結果は、原理の証明として完全な符号化とシミュレーションのワークフローを確立し、また、Rydberg atom array 上のより広範な組合せ問題を解くための具体的な経路を確立する。

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