論文の概要: Quantum Instruction Set Design for Performance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06074v3
- Date: Tue, 28 Jun 2022 20:24:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 06:42:52.053083
- Title: Quantum Instruction Set Design for Performance
- Title（参考訳）: パフォーマンスのための量子命令セット設計
- Authors: Cupjin Huang, Tenghui Wang, Feng Wu, Dawei Ding, Qi Ye, Linghang Kong,
Fang Zhang, Xiaotong Ni, Zhijun Song, Yaoyun Shi, Hui-Hai Zhao, Chunqing
Deng, Jianxin Chen
- Abstract要約: 量子命令セットは、量子ハードウェアとソフトウェアが交わる場所である。
我々は、異なる量子命令セットの設計を正確に評価するために、非クリフォードゲートの新たな特徴付けとコンパイル手法を開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.049549820997996
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A quantum instruction set is where quantum hardware and software meet. We
develop new characterization and compilation techniques for non-Clifford gates
to accurately evaluate different quantum instruction set designs. We
specifically apply them to our fluxonium processor that supports mainstream
instruction $\mathrm{iSWAP}$ by calibrating and characterizing its square root
$\mathrm{SQiSW}$. We measure a gate fidelity of up to $99.72\%$ with an average
of $99.31\%$ and realize Haar random two-qubit gates using $\mathrm{SQiSW}$
with an average fidelity of $96.38\%$. This is an average error reduction of
$41\%$ for the former and a $50\%$ reduction for the latter compared to using
$\mathrm{iSWAP}$ on the same processor. This shows designing the quantum
instruction set consisting of $\mathrm{SQiSW}$ and single-qubit gates on such
platforms leads to a performance boost at almost no cost.
- Abstract（参考訳）: 量子命令セットは、量子ハードウェアとソフトウェアが交わる場所である。
異なる量子命令集合の設計を正確に評価するために,非クリフォードゲートに対する新しいキャラクタリゼーションとコンパイル手法を開発した。
具体的には、メインストリーム命令$\mathrm{iSWAP}$をサポートするフラキソニウムプロセッサに、その平方根$\mathrm{SQiSW}$を校正して特徴付ける。
平均$99.31\%$で最大$99.72\%$のゲート忠実度を測定し、平均忠実度$6.38\%$の$\mathrm{sqisw}$を用いてhaarランダムな2量子ビットゲートを実現する。
これは、前者に対して411\%、後者に対して50\%の平均エラー削減であり、同じプロセッサ上で$\mathrm{iSWAP}$を使用する場合と比較している。
これは、$\mathrm{SQiSW}$とそのようなプラットフォーム上のシングルキュービットゲートからなる量子命令セットを設計することで、ほとんどコストがかからないパフォーマンス向上につながることを示している。
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