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Accès ouvert déclaré 2026 article

Robustness of near-thermal dynamics on digital quantum computers

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Understanding the impact of gate errors on quantum circuits is crucial to determining the potential applications of quantum computers, especially in the absence of large-scale error-corrected hardware. We put forward analytical arguments, corroborated by extensive numerical and experimental evidence, that Trotterized quantum circuits simulating the time evolution of systems near thermal equilibrium are substantially more robust to both quantum gate errors and Trotter (discretization) errors than is widely assumed. In Quantinuum’s trapped-ion computers, the weakly entangling gates that appear in Trotterized circuits can be implemented natively, and their error rate is smaller when they generate less entanglement; from benchmarking, we know that the error for a gate <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <a:mrow> <a:mo form="prefix">exp</a:mo> <a:mo>[</a:mo> <a:mo>−</a:mo> <a:mi>i</a:mi> <a:mo>(</a:mo> <a:mi>Z</a:mi> <a:mo>⊗</a:mo> <a:mi>Z</a:mi> <a:mo>)</a:mo> <a:mi>τ</a:mi> <a:mo>]</a:mo> </a:mrow> </a:math> decreases roughly linearly with <c:math xmlns:c="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <c:mi>τ</c:mi> </c:math> , up to a small offset at <d:math xmlns:d="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <d:mrow> <d:mi>τ</d:mi> <d:mo>=</d:mo> <d:mn>0</d:mn> </d:mrow> </d:math> . We provide extensive evidence that this scaling, together with the robustness of near-thermal dynamics to both gate and discretization errors, facilitates substantial improvements in the achievable accuracy of Trotterized dynamics on near-term quantum computers. We make heavy use of a theoretical tool—a statistical ensemble of random product states that approximates a thermal state, which can be efficiently prepared with low noise on quantum computers. We outline how the random product state ensemble can be used to predict, optimize, and design Hamiltonian simulation experiments on near-thermal quantum systems.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Robustness of near-thermal dynamics on digital quantum computers
Date Crossref
06/03/2026
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Quantum Computing Algorithms and ArchitectureQuantum-Dot Cellular AutomataAdvanced Thermodynamics and Statistical Mechanics

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