論文の概要: Parallelizing Dissipative Quantum Algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.04176v1
- Date: Sat, 03 Oct 2026 00:31:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-12 19:32:52.707944
- Title: Parallelizing Dissipative Quantum Algorithms
- Title（参考訳）: 分散量子アルゴリズムの並列化
- Abstract要約: 散逸性量子アルゴリズム(英: Dissipative quantum algorithm)は、量子コンピュータ上で量子状態を作成する方法の新たなクラスである。
それらはリンドブラディアンと呼ばれる数学的作用素によって支配される散逸過程をシミュレートして動作する。
この研究は、ジャンプ演算子を同時に実装するための並列化スキームを分析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7862530548786405
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Inspired by classical Markov Chain Monte Carlo (MCMC) methods, dissipative quantum algorithms are an emerging class of methods for preparing quantum states on a quantum computer. They operate by simulating a dissipative process governed by a mathematical operator known as the Lindbladian. The performance of these algorithms can be limited by the sequential implementation of the Lindbladian's constituent jump operators, which leads to high circuit depth. To address this issue, this work analyzes a parallelization scheme to implement jump operators simultaneously. We leverage the structure of geometric locality to show that individual jump operators remain spatially localized. This exponentially reduces the circuit depth per time step, resulting in an overall polynomial improvement. Numerical experiments demonstrate a 53x reduction in query depth for a 1D benchmark system of 100 qubits. The reduced circuit depth makes dissipative algorithms more practical for near-term quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 古典的マルコフ・チェイン・モンテカルロ法(MCMC)に触発された散逸性量子アルゴリズムは、量子コンピュータ上で量子状態を作成する方法の新たなクラスである。
それらはリンドブラディアンと呼ばれる数学的作用素によって支配される散逸過程をシミュレートして動作する。
これらのアルゴリズムの性能はリンドブラディアンの成分ジャンプ演算子の逐次実装によって制限され、高い回路深さにつながる。
この問題に対処するため,ジャンプ演算子を同時に実装する並列化スキームを解析した。
我々は、幾何学的局所性の構造を利用して、個々のジャンプ作用素が空間的局所化のままであることを示す。
これにより、時間ステップ当たりの回路深さが指数関数的に減少し、全体的な多項式改善がもたらされる。
数値実験により,100キュービットの1次元ベンチマークシステムに対して,クエリ深度を53倍に削減した。
回路深さの減少により、散逸アルゴリズムは短期量子コンピューティングにおいてより実用的なものとなる。
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