論文の概要: 6-qubit Optimal Clifford Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.06074v2
- Date: Wed, 24 Aug 2022 20:58:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 03:33:30.358176
- Title: 6-qubit Optimal Clifford Circuits
- Title（参考訳）: 6量子最適クリフォード回路
- Authors: Sergey Bravyi, Joseph A. Latone, Dmitri Maslov
- Abstract要約: クリフォード群要素は魔法の状態蒸留やランダム化されたベンチマークプロトコルを形成するのに使うことができる。
短い回路を見つけることは難しい問題であり、クリフォード群は有限であるにもかかわらず、そのサイズは量子ビットの数とともに急速に増加する。
消費者と企業レベルのコンピュータを用いて、任意の最適6ビットクリフォード回路を0.0009358$と0.0006274$秒で抽出する方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.024778381207128
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Clifford group lies at the core of quantum computation -- it underlies
quantum error correction, its elements can be used to perform magic state
distillation and they form randomized benchmarking protocols, Clifford group is
used to study quantum entanglement, and more. The ability to utilize Clifford
group elements in practice relies heavily on the efficiency of their
circuit-level implementation. Finding short circuits is a hard problem; despite
Clifford group being finite, its size grows quickly with the number of qubits
$n$, limiting known optimal implementations to $n{=}4$ qubits. For $n{=}6$, the
number of Clifford group elements is about $2.1{\cdot}10^{23}$. In this paper,
we report a set of algorithms, along with their C/C++ implementation, that
implicitly synthesize optimal circuits for all 6-qubit Clifford group elements
by storing a subset of the latter in a database of size 2.1TB (1KB=1024B). We
demonstrate how to extract arbitrary optimal 6-qubit Clifford circuit in
$0.0009358$ and $0.0006274$ seconds using consumer- and enterprise-grade
computers (hardware) respectively, while relying on this database.
- Abstract（参考訳）: クリフォード群は量子計算の中核にあり、量子エラー補正の根底にあり、その要素はマジック状態の蒸留に使用でき、ランダム化されたベンチマークプロトコルを形成し、クリフォード群は量子の絡み合いの研究などに使用される。
クリフォードグループ要素を実際に利用する能力は、回路レベルの実装の効率に大きく依存する。
短い回路を見つけることは難しい問題であり、クリフォード群は有限であるにもかかわらず、そのサイズは量子ビット数$n$で急速に増加し、既知の最適実装を$n{=}4$ qubitsに制限する。
n{=}6$の場合、クリフォード群要素の数はおよそ2.1{\cdot}10^{23}$である。
本稿では,そのc/c++実装とともに,その部分集合を2.1tb(1kb=1024b)のデータベースに格納することにより,全6量子ビットクリフォード群要素の最適回路を暗黙的に合成するアルゴリズムについて報告する。
このデータベースに頼りながら、各コンシューマとエンタープライズグレードのコンピュータ(ハードウェア)を用いて、任意の最適6ビットクリフォード回路を0.0009358$と0.0006274$秒で抽出する方法を実証する。
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