論文の概要: Enabling Pulse-level Programming, Compilation, and Execution in XACC
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.11971v1
- Date: Thu, 26 Mar 2020 15:08:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-27 20:36:58.856004
- Title: Enabling Pulse-level Programming, Compilation, and Execution in XACC
- Title（参考訳）: XACCにおけるパルスレベルプログラミング、コンパイル、実行の実現
- Authors: Thien Nguyen, Alexander McCaskey
- Abstract要約: ゲートモデル量子処理ユニット(QPU)は現在、クラウド上のベンダーから利用可能である。
物理ハードウェア上で低深度回路を実行するためのデジタル量子プログラミングアプローチが存在する。
ベンダーはこのパルスレベル制御システムを、特定のインターフェースを通じて一般公開し始めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 78.8942067357231
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Noisy gate-model quantum processing units (QPUs) are currently available from
vendors over the cloud, and digital quantum programming approaches exist to run
low-depth circuits on physical hardware. These digital representations are
ultimately lowered to pulse-level instructions by vendor quantum control
systems to affect unitary evolution representative of the submitted digital
circuit. Vendors are beginning to open this pulse-level control system to the
public via specified interfaces. Robust programming methodologies, software
frameworks, and backend simulation technologies for this analog model of
quantum computation will prove critical to advancing pulse-level control
research and development. Prototypical use cases for this include error
mitigation, optimal pulse control, and physics-inspired pulse construction.
Here we present an extension to the XACC quantum-classical software framework
that enables pulse-level programming for superconducting, gate-model quantum
computers, and a novel, general, and extensible pulse-level simulation backend
for XACC that scales on classical compute clusters via MPI. Our work enables
custom backend Hamiltonian definitions and gate-level compilation to available
pulses with a focus on performance and scalability. We end with a demonstration
of this capability, and show how to use XACC for pertinent pulse-level
programming tasks.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多いゲートモデル量子処理ユニット(QPU)は、現在クラウド上のベンダーから利用可能であり、物理ハードウェア上で低深度回路を実行するためのデジタル量子プログラミングアプローチが存在する。
これらのデジタル表現は最終的にベンダー量子制御システムによるパルスレベル命令に下げられ、送信されたデジタル回路のユニタリ進化に影響を及ぼす。
ベンダーはこのパルスレベル制御システムを、特定のインターフェースを通じて一般公開し始めている。
量子計算のアナログモデルのためのロバストプログラミング方法論、ソフトウェアフレームワーク、バックエンドシミュレーション技術は、パルスレベル制御の研究と開発を進める上で重要である。
典型的な用途としては、誤差緩和、最適パルス制御、物理に触発されたパルス構成などがある。
本稿では、超伝導、ゲートモデル量子コンピュータのパルスレベルプログラミングを可能にするxacc量子古典的ソフトウェアフレームワークの拡張と、mpiを介して古典的な計算クラスタにスケールするxaccの新規で汎用的で拡張可能なパルスレベルシミュレーションバックエンドを提案する。
私たちの作業は、パフォーマンスとスケーラビリティを重視したカスタムバックエンドのハミルトン定義とゲートレベルのコンパイルを利用可能なパルスに提供します。
最後に、この機能のデモを行い、関連するパルスレベルプログラミングタスクにXACCを使用する方法を示す。
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