論文の概要: Efficient decomposition of unitary matrices in quantum circuit compilers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.02993v1
- Date: Fri, 8 Jan 2021 12:54:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-17 08:25:34.317481
- Title: Efficient decomposition of unitary matrices in quantum circuit compilers
- Title（参考訳）: 量子回路コンパイラにおけるユニタリ行列の効率的な分解
- Authors: A. M. Krol, A. Sarkar, I. Ashraf, Z. Al-Ars, K. Bertels
- Abstract要約: ユニタリ分解は、量子アルゴリズムを任意の量子ゲートの集合にマッピングするのに広く用いられる方法である。
本実装では,CNOTゲート数の半分,回路長の3分の1の回路を生成する。
それに加えて、最大10倍高速である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Unitary decomposition is a widely used method to map quantum algorithms to an
arbitrary set of quantum gates. Efficient implementation of this decomposition
allows for translation of bigger unitary gates into elementary quantum
operations, which is key to executing these algorithms on existing quantum
computers. The decomposition can be used as an aggressive optimization method
for the whole circuit, as well as to test part of an algorithm on a quantum
accelerator. For selection and implementation of the decomposition algorithm,
perfect qubits are assumed. We base our decomposition technique on Quantum
Shannon Decomposition which generates O((3/4)*4^n) controlled-not gates for an
n-qubit input gate. The resulting circuits are up to 10 times shorter than
other methods in the field. When comparing our implementation to Qubiter, we
show that our implementation generates circuits with half the number of CNOT
gates and a third of the total circuit length. In addition to that, it is also
up to 10 times as fast. Further optimizations are proposed to take advantage of
potential underlying structure in the input or intermediate matrices, as well
as to minimize the execution time of the decomposition.
- Abstract（参考訳）: ユニタリ分解は、量子アルゴリズムを任意の量子ゲートにマッピングするのに広く用いられる方法である。
この分解の効率的な実装により、より大きなユニタリゲートを基本量子演算に変換することが可能となり、既存の量子コンピュータ上でこれらのアルゴリズムを実行する鍵となる。
この分解は、量子加速器上でアルゴリズムの一部をテストするだけでなく、回路全体の積極的な最適化方法として使用できる。
分解アルゴリズムの選択と実装には、完全量子ビットが仮定される。
我々は,nビット入力ゲートに対するO((3/4)*4^n)制御ノットゲートを生成する量子シャノン分解に基づく分解手法を提案する。
その結果得られる回路は、フィールド内の他の方法よりも最大10倍短い。
実装をQubiterと比較すると、実装がCNOTゲートの半数と回路長の3分の1の回路を生成することを示す。
それに加えて、最大10倍の速さだ。
さらなる最適化は、入力行列や中間行列の潜在的な基盤構造を活用し、分解の実行時間を最小化するために提案されている。
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