論文の概要: Enhancing a Near-Term Quantum Accelerator's Instruction Set Architecture
for Materials Science Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.03460v1
- Date: Fri, 6 Mar 2020 22:44:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 08:50:04.304294
- Title: Enhancing a Near-Term Quantum Accelerator's Instruction Set Architecture
for Materials Science Applications
- Title（参考訳）: 材料科学応用のための短期量子加速器の命令セットアーキテクチャの強化
- Authors: Xiang Zou, Shavindra P. Premaratne, M. Adriaan Rol, Sonika Johri,
Viacheslav Ostroukh, David J. Michalak, Roman Caudillo, James S. Clarke,
Leonardo Dicarlo, A. Y. Matsuura
- Abstract要約: 数十から数百個のノイズ量子ビットを持つ量子コンピュータが現在開発中である。
これらの短期システムは、将来のフォールトトレラントな大規模量子コンピュータの非エラー訂正バージョンを単純にスケールダウンすることはできない。
我々は、短期的な量子コプロセッサを設計するために、アプリケーション・システム・キュービット協調設計手法を用いる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.050789261636931045
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computers with tens to hundreds of noisy qubits are being developed
today. To be useful for real-world applications, we believe that these
near-term systems cannot simply be scaled-down non-error-corrected versions of
future fault-tolerant large-scale quantum computers. These near-term systems
require specific architecture and design attributes to realize their full
potential. To efficiently execute an algorithm, the quantum coprocessor must be
designed to scale with respect to qubit number and to maximize useful
computation within the qubits' decoherence bounds. In this work, we employ an
application-system-qubit co-design methodology to architect a near-term quantum
coprocessor. To support algorithms from the real-world application area of
simulating the quantum dynamics of a material system, we design a
(parameterized) arbitrary single-qubit rotation instruction and a two-qubit
entangling controlled-Z instruction. We introduce dynamic gate set and paging
mechanisms to implement the instructions. To evaluate the functionality and
performance of these two instructions, we implement a two-qubit version of an
algorithm to study a disorder-induced metal-insulator transition and run 60
random instances of it, each of which realizes one disorder configuration and
contains 40 two-qubit instructions (or gates) and 104 single-qubit
instructions. We observe the expected quantum dynamics of the time-evolution of
this system.
- Abstract（参考訳）: 数十から数百個のノイズ量子ビットを持つ量子コンピュータが現在開発中である。
現実の応用に役立てるために、これらの短期システムは、将来のフォールトトレラントな大規模量子コンピュータの非エラー訂正バージョンを単純にスケールダウンすることはできないと信じている。
これらの短期システムは、その潜在能力を実現するために、特定のアーキテクチャと設計属性を必要とする。
アルゴリズムを効率的に実行するには、量子コプロセッサは量子ビット数に対してスケールし、量子ビットのデコヒーレンス境界内で有用な計算を最大化するように設計されている。
本研究では,アプリケーション・システム・キュービット協調設計手法を用いて,短期量子コプロセッサを設計する。
物質系の量子力学をシミュレーションする実世界の応用領域からのアルゴリズムを支援するために, 任意の1量子ビット回転命令と2量子エンタングリング制御Z命令を設計する。
命令を実装するために動的ゲートセットとページング機構を導入する。
これら2つの命令の機能と性能を評価するため,障害誘発金属絶縁体遷移を解析し,60個のランダムなインスタンスを実行するアルゴリズムの2量子バージョンを実装し,それぞれが障害構成を実現し,40個の2量子命令(ゲート)と104個の単一量子命令を含む。
このシステムの時間進化の期待量子力学を観察する。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - Quantum Compiling with Reinforcement Learning on a Superconducting Processor [55.135709564322624]
超伝導プロセッサのための強化学習型量子コンパイラを開発した。
短絡の新規・ハードウェア対応回路の発見能力を示す。
本研究は,効率的な量子コンパイルのためのハードウェアによるソフトウェア設計を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-18T01:49:48Z) - Attention-Based Deep Reinforcement Learning for Qubit Allocation in Modular Quantum Architectures [1.8781124875646162]
この研究は、効率的な量子回路のコンパイルとマッピングのための新しい学習ベースのアプローチを導入することにより、スケーラブルな量子コンピューティングシステムの進歩に寄与する。
本研究では,Deep Reinforcement Learning (DRL) 手法を応用して,特定のマルチコアアーキテクチャのための学習手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-17T12:09:11Z) - A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum
State Fidelity [50.387179833629254]
我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。
Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。
他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z) - Towards early fault tolerance on a 2$\times$N array of qubits equipped with shuttling [0.0]
局所的に相互作用する量子ビットの2次元グリッドは、フォールトトレラント量子コンピューティングのための有望なプラットフォームである。
本稿では,そのような制約のあるアーキテクチャも耐障害性をサポートすることを示す。
エラー訂正が可能であることを実証し、このプラットフォームに自然に適合するコードのクラスを特定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-19T23:31:55Z) - Compiling Quantum Circuits for Dynamically Field-Programmable Neutral Atoms Array Processors [5.012570785656963]
動的にフィールドプログラマブルな量子ビットアレイ(DPQA)が量子情報処理のための有望なプラットフォームとして登場した。
本稿では,複数の配列を含むDPQAアーキテクチャについて考察する。
DPQAをベースとしたコンパイル回路では,グリッド固定アーキテクチャに比べてスケーリングオーバヘッドが小さくなることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-06T08:13:10Z) - A Classical Architecture For Digital Quantum Computers [21.99729700579818]
ボトルネックのスケーリング デジタル量子コンピュータの作成は、量子計算と古典的コンポーネントの両方の課題を引き起こす。
我々は,古典的なアーキテクチャを提示し,後者の課題の包括的リストに一度に対処し,それをエンドツーエンドシステムで完全に実装する。
我々のアーキテクチャは、大規模量子プロセッサのスケーラブルで高精度な制御を可能にし、量子ハードウェアの進化する要求に対応する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-23T17:44:06Z) - The Basis of Design Tools for Quantum Computing: Arrays, Decision
Diagrams, Tensor Networks, and ZX-Calculus [55.58528469973086]
量子コンピュータは、古典的コンピュータが決して起こらない重要な問題を効率的に解決することを約束する。
完全に自動化された量子ソフトウェアスタックを開発する必要がある。
この研究は、今日のツールの"内部"の外観を提供し、量子回路のシミュレーション、コンパイル、検証などにおいてこれらの手段がどのように利用されるかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T19:00:00Z) - Exploring ab initio machine synthesis of quantum circuits [0.0]
ゲートレベルの量子回路は、しばしば高レベルアルゴリズムから手動で導かれる。
本稿では,機械内における回路の初期生成手法について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-22T17:48:29Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum
annealer [62.997667081978825]
本研究は、D-Wave 2000Q量子アニール上の分子電子ハミルトニアン固有値-固有ベクトル問題を解くために、一般量子アニール固有解法(QAE)アルゴリズムを実装した。
そこで本研究では,D-Waveハードウェアを用いた各種分子系における基底および電子励起状態の取得について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-02T22:46:47Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。