論文の概要: Scalable Simulation of Quantum Dynamics on Topological Quantum Hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.19484v1
• Date: Wed, 16 Sep 2026 22:55:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:54.028784
• Title: Scalable Simulation of Quantum Dynamics on Topological Quantum Hardware
• Title（参考訳）: トポロジカル量子ハードウェアにおける量子ダイナミクスのスケーラブルシミュレーション
• Abstract要約: 分子および凝縮物質系における量子力学の表現のための枠組みを確立する。 我々はSolovay-Kitaevアルゴリズムを用いて、様々なシステムのユニタリプロパゲータを近似する。 これらのアルゴリズムは、フォールトトレラント量子デバイス上で多体凝縮相化学物理をシミュレートするためのスケーラブルで堅牢な経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computers offer a significant advantage in simulating quantum systems compared to classical computers for certain problems, although most current applications are limited to calculating static molecular properties using hybrid quantum-classical hardware. In this work, we establish a framework for the representation of quantum dynamics in molecular and condensed matter systems, designed for execution on topological quantum hardware. By leveraging the non-Abelian braiding statistics of Fibonacci and Ising anyons, we utilize the Solovay-Kitaev algorithm to approximate unitary propagators for a range of systems. We demonstrate the efficacy of these algorithms across a hierarchy of complexity, from two-level systems and one dimensional double-well potentials to condensed phase spin-boson models, simple molecules, and molecular reaction kinetics. These algorithms provide a scalable and robust pathway for simulating many-body condensed phase chemical physics on fault-tolerant quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、特定の問題に対して古典的なコンピュータと比較して量子システムをシミュレートする上で大きな利点があるが、現在のほとんどのアプリケーションは、ハイブリッド量子古典ハードウェアを用いた静的分子特性の計算に限られている。 本研究では,分子および凝縮物質系における量子力学の表現のための枠組みを構築し,トポロジカル量子ハードウェア上での実行を目的とした。 フィボナッチとイジングの非アベリアのブレイディング統計を利用して、ソロヴィ・キタエフアルゴリズムを用いて、様々なシステムのユニタリプロパゲータを近似する。 2次元系と1次元二重井戸ポテンシャルから凝縮相スピン-ボソンモデル、単純な分子、分子反応速度論まで、これらのアルゴリズムの有効性を示す。 これらのアルゴリズムは、フォールトトレラント量子デバイス上で多体凝縮相化学物理をシミュレートするためのスケーラブルで堅牢な経路を提供する。

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