論文の概要: Compiling the 2D Fermi-Hubbard ground-state energy estimation algorithm for active volume quantum architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.05316v1
• Date: Fri, 04 Sep 2026 16:10:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-07 18:15:24.112097
• Title: Compiling the 2D Fermi-Hubbard ground-state energy estimation algorithm for active volume quantum architectures
• Title（参考訳）: アクティブ量子アーキテクチャのための2次元フェルミ・ハバード基底状態エネルギー推定アルゴリズムのコンパイル
• Abstract要約: 本稿では,Fermi-Hubbardモデルに対する基底状態エネルギー推定アルゴリズムのアクティブ・ボリューム・アウェア・コンピレーションを提案する。 提案したコンパイルは、Ltimes L$2乗格子のアクティブボリュームを$L=4$から$20$に減らし、非クリフォード数に最適化された前の作業よりも3.9times$に減らした。
• 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: As quantum computing enters the early fault-tolerant era, circuit compilation choices will increasingly depend on details of the underlying architecture rather than solely optimizing for generic proxies such as non-Clifford count. We present an active-volume-aware compilation of the ground-state energy estimation algorithm for the two-dimensional Fermi-Hubbard model using quantum phase estimation and Trotterized time evolution. The proposed compilation reduces the active volume across $L\times L$ square lattices with $L=4$ to $20$, achieving up to a $3.9\times$ reduction over prior work optimized for non-Clifford cost. As a by-product of these compilation improvements, the resulting circuits also achieve state-of-the-art Toffoli counts, with a ~$2\times$ reduction for the $L=20$ case. Lastly, the active volume architecture and recent execution scheduling advances provide a means of translating these reduction trends into runtime. This demonstrates the increasing importance of architecture-aware compilation for practical early fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングが初期のフォールトトレラント時代に入ると、回路コンパイルの選択は、非クリフォード数のような一般的なプロキシのみを最適化するのではなく、基盤となるアーキテクチャの詳細に依存するようになる。 本稿では,2次元フェルミ・ハバードモデルに対する基底状態エネルギー推定アルゴリズムの量子位相推定とトロッタ化時間進化を用いた能動体積対応コンパイルについて述べる。 提案したコンパイルにより、L=4$の2乗格子のアクティブボリュームを$L=4$から$20$に減らし、非クリフォードコストに最適化された前の作業よりも3.9\times$の3.9\timesを減らした。 これらのコンパイルの改善の副産物として、結果として得られる回路は最先端のToffoliカウントも達成し、$L=20$の場合の$2\times$の削減が達成される。 最後に、アクティブボリュームアーキテクチャと最近の実行スケジュールの進歩は、これらの削減傾向をランタイムに変換する手段を提供する。 これは、実用初期のフォールトトレラント量子コンピューティングにおけるアーキテクチャ対応コンパイルの重要性が増していることを示している。

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