論文の概要: Demonstration of subspace-search variational quantum eigensolver using photonic orbital angular momentum qudits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.11026v1
- Date: Thu, 08 Oct 2026 00:19:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-10 02:36:53.713529
- Title: Demonstration of subspace-search variational quantum eigensolver using photonic orbital angular momentum qudits
- Title（参考訳）: フォトニック軌道角運動量四重項を用いた部分空間探索変分量子固有解法の実証
- Abstract要約: Subspace-search VQEは、アンシラベースのオーバーラップ測定なしで励起状態へのルートを提供する。
単一光子の軌道角運動量における直交キュート状態の符号化により、フォトニックプラットフォーム上でSSVQEを実現する。
4次元の $rmHeH+$ 分子と8次元のハイゼンベルク鎖の励起状態エネルギーを推定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1800948231206227
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Accurate excited state energies are essential for interpreting fluorescence and photochemical processes, yet variational quantum eigensolvers (VQEs) on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) hardware have largely been confined to ground states. Subspace-search VQE (SSVQE) offers a NISQ-friendly route to excited states without ancilla-based overlap measurements, however it has lacked an experimental demonstration since it requires the coherent preparation and manipulation of multiple orthogonal basis states under a shared variational unitary. Here we realize SSVQE on a photonic platform by encoding orthogonal qudit states in the orbital angular momentum of single photons and optimizing a shared variational circuit. We estimate excited state energies for a four-dimensional $\rm{HeH^+}$ molecule and an eight-dimensional Heisenberg chain, thereby demonstrating scalable excited state eigensolving in a high-dimensional Hilbert space. Our results establish photonic qudits as a resource-efficient pathway to excited state quantum simulation.
- Abstract（参考訳）: 蛍光や光化学プロセスの解釈には正確な励起状態エネルギーが不可欠であるが、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)ハードウェア上の変分量子固有解法(VQE)は、主に基底状態に制限されている。
サブスペースサーチVQE (Subspace-search VQE) は、アンシラによる重なり合いの測定を伴わずに、NISQフレンドリな励起状態への経路を提供するが、複数の直交基底状態のコヒーレントな準備と操作を必要とするため、実験的なデモンストレーションを欠いている。
ここでは、単光子の軌道角運動量における直交キュート状態を符号化し、共有変動回路を最適化することにより、フォトニックプラットフォーム上のSSVQEを実現する。
我々は、4次元の$\rm{HeH^+}$分子と8次元のハイゼンベルク鎖の励起状態エネルギーを推定し、高次元のヒルベルト空間においてスケーラブルな励起状態固有解を示す。
本研究は,励起状態量子シミュレーションのための資源効率の高い経路としてフォトニックキューディットを構築した。
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