論文の概要: Less precise but less noisy: local circuits for momentum-space state preparation and measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.01704v1
• Date: Thu, 01 Oct 2026 13:50:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-03 01:19:24.171336
• Title: Less precise but less noisy: local circuits for momentum-space state preparation and measurement
• Title（参考訳）: 精度は低いがノイズが少ない:運動量空間状態の準備と測定のための局所回路
• Abstract要約: 我々はQuantinuum System Model H2量子コンピュータにおいて、強結合鎖基底状態の準備のために、断熱的進化がフェルミオンフーリエ変換(FFT)よりもはるかに低いエネルギーに達するようなシステムサイズがN$以上存在することを発見した。 FFTの高雑音感度は、その高精度であり、モータを1/N$で識別できる。 我々の研究は、ゲート数や回路深さを超えた量子アルゴリズムのノイズ感度を低減することの重要性を強調している。
• 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 algorithms are usually optimized for gate count or circuit depth. We find on Quantinuum System Model H2 quantum computer that for a tight-binding chain ground state preparation, there is a system size $N$ beyond which the adiabatic evolution reaches significantly lower energies than the Fermionic Fourier Transform (FFT), with the same number of gates, and with the same circuit depth. We attribute this high noise sensitivity of the FFT to its high precision, being able to distinguish momenta by $1/N$. This high resolution in momentum space requires long-range couplings in real space, which propagates errors faster. In contrast, although local and physical circuits such as the adiabatic evolution have a coarser momentum resolution, they also propagate errors more slowly. For physical applications, high momentum resolution is rarely required and is often worth trading for low noise sensitivity. We also introduce a momentum measurement scheme that although less precise than FFT, is less costly and less noisy. We show that it achieves better performance than FFT for spectral function measurement on Quantinuum System Model H2 quantum computer. Our work emphasizes the importance of reducing the noise sensitivity of quantum algorithms, beyond the number of gates or circuit depth.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムは通常、ゲート数や回路深さに最適化される。 量子力学系モデル H2 の量子コンピュータにおいて、強結合鎖基底状態の準備には、同じ数のゲートを持つフェルミオンフーリエ変換 (FFT) よりも断熱的進化が著しく低エネルギーとなるシステムサイズが$N$以上のものが存在する。 FFTの高雑音感度は、その高精度であり、モータを1/N$で識別できる。 この運動量空間の高分解能は実空間における長距離結合を必要とし、誤りを速く伝播させる。 対照的に、断熱進化のような局所的および物理的回路は粗い運動量分解能を持つが、エラーをよりゆっくり伝播させる。 物理応用の場合、高運動量分解能はめったに必要とせず、低雑音感度で取引する価値があることが多い。 また,FFTよりも精度が低いが,コストが低く,ノイズも少ない運動量測定方式を導入する。 本稿では,量子システムモデルH2量子コンピュータにおけるスペクトル関数測定において,FFTよりも優れた性能を示すことを示す。 我々の研究は、ゲート数や回路深さを超えた量子アルゴリズムのノイズ感度を低減することの重要性を強調している。

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