論文の概要: Special-Purpose Quantum Processor Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.01228v1
- Date: Mon, 1 Feb 2021 23:26:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 02:38:25.280667
- Title: Special-Purpose Quantum Processor Design
- Title(参考訳): 専用量子プロセッサ設計
- Authors: Bin-Han Lu, Yu-Chun Wu, Wei-Cheng Kong, Qi Zhou, and Guo-Ping Guo
- Abstract要約: 量子ビットの完全接続は、ほとんどの量子アルゴリズムにおいて必要である。
スワップゲートを挿入することで、未結合キュービット間の2量子ゲートが可能となり、計算結果の忠実度が大幅に低下する。
本稿では,異なる量子アルゴリズムに適した構造を設計できる特殊目的量子プロセッサ設計法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.275405513780208
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Full connectivity of qubits is necessary for most quantum algorithms, which
is difficult to directly implement on Noisy Intermediate-Scale Quantum
processors. However, inserting swap gate to enable the two-qubit gates between
uncoupled qubits significantly decreases the computation result fidelity. To
this end, we propose a Special-Purpose Quantum Processor Design method that can
design suitable structures for different quantum algorithms. Our method extends
the processor structure from two-dimensional lattice graph to general planar
graph and arranges the physical couplers according to the two-qubit gate
distribution between the logical qubits of the quantum algorithm and the
physical constraints. Experimental results show that our design methodology,
compared with other methods, could reduce the number of extra swap gates per
two-qubit gate by at least 104.2% on average. Also, our method's advantage over
other methods becomes more obvious as the depth and qubit number increase. The
result reveals that our method is competitive in improving computation result
fidelity and it has the potential to demonstrate quantum advantage under the
technical conditions.
- Abstract(参考訳): 量子ビットの完全接続は、ほとんどの量子アルゴリズムにおいて必要であり、ノイズ中間スケール量子プロセッサに直接実装することは困難である。
しかし、未結合キュービット間の2量子ゲートを可能にするスワップゲートの挿入は計算結果の忠実度を著しく低下させる。
そこで本研究では,異なる量子アルゴリズムに適した構造を設計できる特殊目的量子プロセッサ設計法を提案する。
提案手法は,プロセッサ構造を二次元格子グラフから一般平面グラフに拡張し,量子アルゴリズムの論理量子ビットと物理制約との間の2量子ゲート分布に応じて物理カプラを配置する。
実験の結果, 設計手法は他の手法と比較して, 2キュービットゲートあたりの余剰スワップゲートの数を平均104.2%削減できることがわかった。
また, 深さとキュービット数の増加に伴い, 他の手法に対する本手法のアドバンテージはより明確になる。
その結果,本手法は計算結果の忠実性向上に競争力があり,技術的条件下で量子優位を示す可能性が示唆された。
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