論文の概要: Hamiltonian-Dependent Compressibility and Physical Preservation in Approximate Quantum Compilation using Tensor Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.14125v1
• Date: Fri, 09 Oct 2026 10:48:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-20 23:09:02.403176
• Title: Hamiltonian-Dependent Compressibility and Physical Preservation in Approximate Quantum Compilation using Tensor Networks
• Title（参考訳）: テンソルネットワークを用いた近似量子コンパイルにおけるハミルトン依存圧縮性と物理保存
• Abstract要約: 本研究では,多体ダイナミックスの圧縮可能性を決定する要因と,圧縮回路が量子ハードウェア上で物理的に関連した情報を保持する程度について検討する。 これらの結果は、AQCtensor圧縮性とハミルトン可換構造とターゲット状態の複雑さを結びつける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0530891040704402
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Approximate quantum compilation (AQC) using tensor networks provides a promising route to reducing the circuit resources required for quantum simulation. However, the factors governing the compressibility of many-body dynamics and the extent to which compressed circuits retain physically relevant information on quantum hardware remain poorly understood. We investigate these questions using AQCtensor for an 80-qubit one-dimensional anisotropic XYZ Heisenberg chain initialized in a Néel state. By varying the exchange anisotropy and external magnetic field, we find that compression performance changes systematically with the anisotropic coupling configuration and field orientation. These variations are strongly associated with a nested-commutator measure related to second-order Trotter error, with corresponding directional trends also reflected in the target-state MPS bond dimension. For an 80-qubit quantum-hardware evaluation, AQCtensor compresses a 10-repetition target evolution to 5 repetitions while retaining a target-state fidelity of 0.995474, reducing the total circuit depth by 45.9% and the two-qubit gate count by 47.6%. The compressed circuit exhibits comparable behavior across magnetization, nearest-neighbor correlation, and Hamiltonian expectation measurements, while process-level diagnostics and local reduced-state tomography provide complementary characterization beyond these observables. Together, these results link AQCtensor compressibility to Hamiltonian commutator structure and target-state complexity and demonstrate substantial circuit reduction while retaining physically relevant features in an 80-qubit quantum-hardware experiment.
• Abstract（参考訳）: テンソルネットワークを用いた近似量子コンパイル(AQC)は、量子シミュレーションに必要な回路資源を減らすための有望な経路を提供する。 しかし、多体力学の圧縮可能性や圧縮回路が量子ハードウェアの物理的関連情報を保持している程度を規定する要因はいまだよく分かっていない。 Néel状態の初期化した80-qubit 1次元異方性XYZハイゼンベルク鎖に対するAQCtensorを用いたこれらの問題について検討する。 交換異方性および外部磁場の変化により、圧縮性能は異方性結合構成と磁場配向によって体系的に変化する。 これらの変動は、2階のトロッター誤差に関連するネスト・コミューテータ測度と強く関連しており、対応する方向傾向もターゲット状態MPS結合次元に反映されている。 80ビットの量子ハードウェア評価のために、AQCtensorは10繰り返しのターゲット進化を5回に圧縮し、目標状態の忠実度は0.995474であり、回路の深さは45.9%減少し、2キュービットのゲート数は47.6%減少する。 圧縮された回路は磁化、最近傍の相関、ハミルトン予想測定に匹敵する挙動を示し、一方プロセスレベルの診断と局所的な縮小状態トモグラフィーは、これらの観測値以上の相補的な特徴を与える。 これらの結果は、AQCtensor圧縮性とハミルトンコンピュテーター構造とターゲット状態の複雑さをリンクさせ、80量子ビット量子ハードウェア実験において物理的に関連性のある特徴を維持しながら、相当な回路減少を示す。

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