論文の概要: Asymmetry of CNOT gate operation in superconducting transmon quantum
processors using cross-resonance entangling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.01333v1
- Date: Wed, 2 Sep 2020 20:42:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-04 00:53:37.587655
- Title: Asymmetry of CNOT gate operation in superconducting transmon quantum
processors using cross-resonance entangling
- Title（参考訳）: クロス共振エンタングリングを用いた超伝導トランスモン量子プロセッサのcnotゲート動作の非対称性
- Authors: Travis Hurant, Daniel D. Stancil
- Abstract要約: 制御NOT(CNOT)ゲートは一般に量子プロセッサの標準ゲートセットに含まれている。
我々はIBM Qネットワーク上で量子プロセッサを用いてこれを探索した。
最終状態の誤差の非対称性は回路深さとともに増加することが観察された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Controlled-NOT (CNOT) gates are commonly included in the standard gate set of
quantum processors and provide an important way to entangle qubits. For
fixed-frequency qubits using the cross-resonance entangling technique, using
the higher-frequency qubit to control the lower-frequency qubit enables much
shorter entangling times than using the lower-frequency qubit as the control.
Consequently, when implementing a CNOT gate where logical control by the
lower-frequency qubit is needed, compilers may implement this functionality by
using an equivalent circuit such as placing Hadamard gates on both qubits
before and after a CNOT gate controlled by the higher-frequency qubit. However,
since the implementation is different depending on which qubit is the control,
a natural question arises regarding the relative performance of the
implementations. We have explored this using quantum processors on the IBM Q
network. The basic circuit used consisted of operations to create a Bell State,
followed by the inverse operations so as to return the qubits to their initial
state in the absence of errors (Hadamard + CNOT + barrier + CNOT + Hadamard).
The circuit depth was varied using multiples of this basic circuit. An
asymmetry in the error of the final state was observed that increased with the
circuit depth. The strength and direction of the asymmetry was unique but
repeatable for each pair of coupled qubits tested. This observation suggests
that the asymmetry in CNOT implementation should be characterized for the
qubits of interest and incorporated into circuit transpilation to obtain the
best accuracy for a particular computation.
- Abstract（参考訳）: 制御NOT(CNOT)ゲートは一般に量子プロセッサの標準ゲートセットに含まれ、量子ビットを絡める重要な方法を提供する。
クロス共振エンタングリング技術を用いた固定周波数量子ビットの場合、低周波量子ビットを制御するために高周波量子ビットを使用すると、低周波量子ビットを制御として使用するよりもずっと短いエンタングリング時間が得られる。
そのため、低周波量子ビットによる論理制御が必要なCNOTゲートを実装する場合、コンパイラは高周波量子ビットによって制御されるCNOTゲートの前後の両キュービットにアダマールゲートを配置する等の等価回路を用いてこの機能を実装することができる。
しかし、どのキュービットが制御であるかによって実装が異なるため、実装の相対的な性能に関して自然な疑問が生じる。
我々はIBM Qネットワーク上で量子プロセッサを用いてこれを探索した。
基本回路はベル状態を生成するための操作で構成され、次に逆演算によりエラーがないときにキュービットを初期状態に戻す(Hadamard + CNOT + barrier + CNOT + Hadamard)。
回路深さは、この基本回路の倍数を用いて変化した。
回路の深さとともに増加する最終状態の誤差の非対称性が観察された。
非対称性の強さと方向は独特であるが、それぞれの結合量子ビットに対して反復可能である。
この観察は、CNOT実装における非対称性は、特定の計算に最適な精度を得るために、興味の量子ビットを特徴付け、回路トランスパイレーションに組み込むべきであることを示唆している。
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