論文の概要: Emulating Quantum Interference with Generalized Ising Machines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.07379v2
- Date: Sat, 21 Oct 2023 21:26:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-25 15:26:26.949898
- Title: Emulating Quantum Interference with Generalized Ising Machines
- Title（参考訳）: 一般化イジングマシンによる量子干渉のエミュレート
- Authors: Shuvro Chowdhury, Kerem Y. Camsari and Supriyo Datta
- Abstract要約: 本稿では、量子ゲートの任意の列を確率的pビットのネットワークにマッピングするための、正確で一般的な手順を提案する。
この構造をボルツマンマシンとみなすことができ、それぞれが初期構成から最終構成へと導かれるファインマンパスを表す。
任意の量子回路を複雑なエネルギー関数を持つボルツマンマシンにマッピングする結果は、確率的資源を持つ量子回路のシミュレーション可能性の境界を推し進める助けとなる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The primary objective of this paper is to present an exact and general
procedure for mapping any sequence of quantum gates onto a network of
probabilistic p-bits which can take on one of two values 0 and 1. The first $n$
p-bits represent the input qubits, while the other p-bits represent the qubits
after the application of successive gating operations. We can view this
structure as a Boltzmann machine whose states each represent a Feynman path
leading from an initial configuration of qubits to a final configuration. Each
such path has a complex amplitude $\psi$ which can be associated with a complex
energy. The real part of this energy can be used to generate samples of Feynman
paths in the usual way, while the imaginary part is accounted for by treating
the samples as complex entities, unlike ordinary Boltzmann machines where
samples are positive. Quantum gates often have purely imaginary energy
functions for which all configurations have the same probability and one cannot
take advantage of sampling techniques. However, if we can use suitable
transformations to introduce a real part in the energy function then powerful
sampling algorithms like Gibbs sampling can be harnessed to get acceptable
results with far fewer samples and perhaps even escape the exponential scaling
with $nd$. This algorithmic acceleration can then be supplemented with
special-purpose hardware accelerators like Ising Machines which can obtain a
very large number of samples per second through a combination of massive
parallelism, pipelining, and clockless mixed-signal operation made possible by
codesigning circuits and architectures to match the algorithm. Our results for
mapping an arbitrary quantum circuit to a Boltzmann machine with a complex
energy function should help push the boundaries of the simulability of quantum
circuits with probabilistic resources and compare them with NISQ-era quantum
computers.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子ゲート列を2つの値 0 と 1 のうちの1つを取る確率的 p-ビットのネットワークにマッピングするための,完全かつ一般的な手順を提案する。
最初の$n$ p-bits は入力 qubits を表し、他の p-bits は連続したゲーティング操作の後に qubits を表す。
この構造をボルツマン機械(boltzmann machine)と見ることができ、状態はそれぞれ、量子ビットの初期構成から最終的な構成に至るファインマン経路を表す。
そのような経路はそれぞれ複素振幅$\psi$を持ち、複素エネルギーに関連付けることができる。
このエネルギーの真の部分は、通常の方法でファインマン経路のサンプルを生成するために用いられるが、虚部はサンプルを正のボルツマン機械とは異なり、複雑な実体として扱うことによって説明される。
量子ゲートはしばしば純粋に想像上のエネルギー関数を持ち、全ての構成が同じ確率を持ち、サンプリング技術を利用することができない。
しかし、エネルギー関数の真の部分を導入するのに適切な変換を利用できるなら、ギブスサンプリングのような強力なサンプリングアルゴリズムを使って、はるかに少ないサンプルで許容可能な結果を得ることができ、そしておそらく$nd$で指数スケーリングを逃れることができる。
このアルゴリズムアクセラレーションは、大量の並列処理、パイプライニング、クロックレス混合信号演算を組み合わせることで、アルゴリズムにマッチする回路やアーキテクチャをコード署名することで、毎秒に非常に多くのサンプルを得ることができるイジングマシンのような専用ハードウェアアクセラレーターで補うことができる。
任意の量子回路を複雑なエネルギー関数を持つボルツマン機械にマッピングする結果は、確率的資源を持つ量子回路のシミュレーション可能性の境界を押し上げ、それらをnicq時代の量子コンピュータと比較するのに役立つ。
関連論文リスト
- Efficient Quantum Pseudorandomness from Hamiltonian Phase States [41.94295877935867]
我々は、ハミルトニアン相状態(HPS)問題と呼ばれる量子硬度仮定を導入する。
我々は、我々の仮定が少なくとも完全に量子的であることを示し、すなわち片方向関数を構成するのに使用できない。
仮定とその変形により、多くの擬似ランダム量子プリミティブを効率的に構築できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-10T16:10:10Z) - Leapfrogging Sycamore: Harnessing 1432 GPUs for 7$\times$ Faster Quantum Random Circuit Sampling [40.83618005962484]
ランダム量子回路サンプリングは、量子計算の利点を示すベンチマークとして機能する。
古典的アルゴリズムの最近の進歩は、古典的シミュレーション時間を大幅に短縮した。
我々の研究は、TextitSycamoreの量子優位性という主張を否定する最初の明白な実験的証拠を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-27T05:01:47Z) - Variational-quantum-eigensolver-inspired optimization for spin-chain work extraction [39.58317527488534]
量子源からのエネルギー抽出は、量子電池のような新しい量子デバイスを開発するための重要なタスクである。
量子源からエネルギーを完全に抽出する主な問題は、任意のユニタリ演算をシステム上で行うことができるという仮定である。
本稿では,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムにインスパイアされた抽出可能エネルギーの最適化手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-11T15:59:54Z) - Circuit Implementation of Discrete-Time Quantum Walks via the Shunt
Decomposition Method [1.2183405753834557]
本稿では,ブロック対角演算子の量子回路へのマッピング過程を解析する。
得られた回路は、ファルコンr5.11L型とファルコンr4T型の量子プロセッサ上で実行される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-04T03:20:55Z) - Automatic quantum circuit encoding of a given arbitrary quantum state [0.0]
任意の量子状態を最適量子回路に符号化する量子古典ハイブリッドアルゴリズムを提案する。
提案アルゴリズムは、目的関数として、F = langle 0 vert hatmathcalCdagger vert Psi rangle$ の絶対値を用いる。
我々は、AQCEアルゴリズムによって生成された量子回路が、実際にノイズの多い実量子デバイス上で元の量子状態を合理的に表現できることを実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-29T12:33:41Z) - Interactive Protocols for Classically-Verifiable Quantum Advantage [46.093185827838035]
証明者と検証者の間の「相互作用」は、検証可能性と実装のギャップを埋めることができる。
イオントラップ量子コンピュータを用いた対話型量子アドバンストプロトコルの最初の実装を実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-09T19:00:00Z) - Stochastic emulation of quantum algorithms [0.0]
量子アルゴリズムに必要な量子力学状態の基本特性を共有する新しい対象として,粒子位置の確率分布の高次偏微分を導入する。
これらの普遍写像から構築された写像による伝播は、量子力学状態の進化を正確に予測できる。
我々は、いくつかのよく知られた量子アルゴリズムを実装し、必要な量子ビット数による実現のスケーリングを分析し、エミュレーションコストに対する破壊的干渉の役割を強調した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-16T07:54:31Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。
シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。
これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-28T17:21:25Z) - Optimal Entropy Compression and Purification in Quantum Bits [0.0]
回路は、そのフォン・ノイマンやシャノンエントロピーの一部を任意の周囲の量子ビットに極大に転送することで、計算量子ビットの純度の増加を可能にする。
マルチキュービットの浄化と、いくつかのアーキテクチャにおけるDivincenzoの量子計算基準の2つを満たすことに加えて、量子データ圧縮と量子熱力学に対するこの研究の影響について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-02T18:55:14Z)
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。