論文の概要: Quantum computer-aided design: digital quantum simulation of quantum processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.03070v3
• Date: Wed, 13 Oct 2021 14:29:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-17 04:11:47.095528
• Title: Quantum computer-aided design: digital quantum simulation of quantum processors
• Title（参考訳）: 量子コンピュータ支援設計:量子プロセッサのディジタル量子シミュレーション
• Authors: Thi Ha Kyaw, Tim Menke, Sukin Sim, Abhinav Anand, Nicolas P. D. Sawaya, William D. Oliver, Gian Giacomo Guerreschi, Al\'an Aspuru-Guzik
• Abstract要約: 既存の量子コンピュータを用いて、次世代量子ハードウェアの性能を設計し、テストする方法を示す。 我々は,超伝導トランスモンプロセッサをハードウェアプラットフォームとして重視する。 個々のトランモンと結合したトランモンの静的および動的特性を計算する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4215938932388721
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: With the increasing size of quantum processors, sub-modules that constitute the processor hardware will become too large to accurately simulate on a classical computer. Therefore, one would soon have to fabricate and test each new design primitive and parameter choice in time-consuming coordination between design, fabrication, and experimental validation. Here we show how one can design and test the performance of next-generation quantum hardware -- by using existing quantum computers. Focusing on superconducting transmon processors as a prominent hardware platform, we compute the static and dynamic properties of individual and coupled transmons. We show how the energy spectra of transmons can be obtained by variational hybrid quantum-classical algorithms that are well-suited for near-term noisy quantum computers. In addition, single- and two-qubit gate simulations are demonstrated via Suzuki-Trotter decomposition. Our methods pave a promising way towards designing candidate quantum processors when the demands of calculating sub-module properties exceed the capabilities of classical computing resources.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセッサのサイズが大きくなるにつれて、プロセッサハードウェアを構成するサブモジュールは、古典的コンピュータ上で正確にシミュレートするには大きすぎる。 したがって、設計、製造、実験の検証の間の時間を要する調整において、新しい設計プリミティブとパラメータの選択をそれぞれ作成し、テストする必要がある。 ここでは、既存の量子コンピュータを用いて、次世代量子ハードウェアの性能を設計し、テストする方法を示す。 超伝導トランスモンプロセッサをハードウェアプラットフォームとして注目し、個々のトランスモンと結合したトランスモンの静的および動的特性を計算する。 本研究では, 近距離雑音量子コンピュータに適した変分ハイブリッド量子古典アルゴリズムを用いて, トランスモンのエネルギースペクトルが得られることを示す。 また,スズキ・トロッター分解による単一および2量子ゲートシミュレーションも行った。 提案手法は,従来の計算資源の能力を超えるサブモジュール特性を求める場合,量子プロセッサを設計する上で有望な方法である。

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