論文の概要: Gate-Based Circuit Designs For Quantum Adder Inspired Quantum Random Walks on Superconducting Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.10268v2
• Date: Thu, 21 Jan 2021 20:50:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 06:26:26.971685
• Title: Gate-Based Circuit Designs For Quantum Adder Inspired Quantum Random Walks on Superconducting Qubits
• Title（参考訳）: 量子加算器をインスパイアした量子ランダムウォークのゲート型回路設計
• Authors: Daniel Koch, Michael Samodurov, Andrew Projansky, Paul M. Alsing
• Abstract要約: 本稿では,量子加算器を用いたシフト演算子を用いて,コイン量子ランダムウォークの実現可能性について検討する。 これらのウォークの長所と短所、特に回路深度、ゲート数、接続要件、スケーラビリティに重点を置いています。 我々は、IBMの量子ボリューム32トロント'チップ上で回路を動作させ、これらのNISQデバイスが現在量子ウォークを処理できる範囲を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Random Walks, which have drawn much attention over the past few decades for their distinctly non-classical behavior, is a promising subfield within Quantum Computing. Theoretical framework and applications for these walks have seen many great mathematical advances, with experimental demonstrations now catching up. In this study, we examine the viability of implementing Coin Quantum Random Walks using a Quantum Adder based Shift Operator, with quantum circuit designs specifically for superconducting qubits. We focus on the strengths and weaknesses of these walks, particularly circuit depth, gate count, connectivity requirements, and scalability. We propose and analyze a novel approach to implementing boundary conditions for these walks, demonstrating the technique explicitly in one and two dimensions. And finally, we present several fidelity results from running our circuits on IBM's quantum volume 32 `Toronto' chip, showcasing the extent to which these NISQ devices can currently handle quantum walks.
• Abstract（参考訳）: 量子ランダムウォーク(quantum random walk)は、その非古典的振る舞いによって過去数十年にわたって多くの注目を集めてきたが、量子コンピューティングにおいて有望なサブフィールドである。 これらのウォークの理論的枠組みと応用は、多くの大きな数学的進歩を経験し、実験的なデモが追いついている。 本研究では,量子加算器を用いたシフト演算子を用いたコイン量子ランダムウォークの実現可能性と,超伝導量子ビット専用量子回路設計について検討する。 歩行の長所や短所、特に回路の深さ、ゲート数、接続性要件、スケーラビリティに重点を置いています。 本研究では,この手法を1次元と2次元で明確に実証し,境界条件を実装するための新しい手法を提案する。 そして最後に、ibmのquantum volume 32 ‘toronto’チップで回路を動かすことで、これらのnisqデバイスが現在量子ウォークを処理できる範囲を示す、いくつかの忠実性結果を示します。

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