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Hamiltonian simulation with explicit formulas for digital-analog quantum computing

Garcia de Andoin, Mikel und Mueller, Thorge und Camacho, Gonzalo (2026) Hamiltonian simulation with explicit formulas for digital-analog quantum computing. Physical Review A. American Physical Society. doi: 10.1103/nzxg-5lbg. ISSN 2469-9926.

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390kB

Kurzfassung

Digital-analog is a quantum computational paradigm that employs the natural interaction Hamil- tonian of a system as the entangling resource, combined with single qubit gates, to implement universal quantum operations. As in the case of its digital gate-based counterpart, designing digital- analog circuits that employ optimal quantum resources often requires an exceedingly large classical computational time. In this work we find a suboptimal solution to this exponentially large problem, showing that it can be solved within polynomial computational time. In particular, we provide an exact solution for the problem of expressing arbitrary two-body Hamiltonians as the sum of local unitary transformations of an arbitrary Ising Hamiltonian, with the total number of required terms being at most quadratic in system size. This allows us to design a digital-analog simulation protocol that avoids employing numerical optimization over a large parameter space at the preprocessing stage, minimizing computational resources and allowing for further scaling.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224847/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hamiltonian simulation with explicit formulas for digital-analog quantum computing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Garcia de Andoin, MikelUniversity of the Basque Country UPV/EHUNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mueller, Thorgethorge.mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-9561-5945217143847
Camacho, Gonzalogonzalo.camacho (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2026
Erschienen in:Physical Review A
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1103/nzxg-5lbg
Verlag:American Physical Society
ISSN:2469-9926
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Quantum Computing, Quantum Simulation
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Quantencomputing-Initiative
DLR - Forschungsgebiet:QC SW - Software
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):QC - IQDA
Standort: Köln-Porz , Rhein-Sieg-Kreis
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie
Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Hinterlegt von: Camacho, Gonzalo
Hinterlegt am:09 Jun 2026 08:58
Letzte Änderung:10 Jun 2026 13:36

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