論文の概要: Implementing Quantum Finite Automata Algorithms on Noisy Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06184v1
- Date: Thu, 13 May 2021 10:51:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 06:32:41.349882
- Title: Implementing Quantum Finite Automata Algorithms on Noisy Devices
- Title（参考訳）: ノイズデバイス上での量子有限オートマタアルゴリズムの実装
- Authors: Utku Birkan, \"Ozlem Salehi, Viktor Olejar, Cem Nurlu, and Abuzer
Yakary{\i}lmaz
- Abstract要約: Qiskitフレームワークを用いてMOD_p$問題を認識するQFAアルゴリズムのための改良された回路ベース実装を提案する。
我々は、実際のIBM量子デバイス上で回路を実行するが、NISQ時代の実際の量子デバイスに制限があるため、ノイズの影響が大きい。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum finite automata (QFAs) literature offers an alternative mathematical
model for studying quantum systems with finite memory. As a superiority of
quantum computing, QFAs have been shown exponentially more succinct on certain
problems such as recognizing the language $ MOD_p = \{a^j \mid j \equiv 0 \mod
p\} $ with bounded error, where $p$ is a prime number. In this paper we present
improved circuit based implementations for QFA algorithms recognizing the $
MOD_p $ problem using the Qiskit framework. We focus on the case $p=11$ and
provide a 3 qubit implementation for the $MOD_{11}$ problem reducing the total
number of required gates using alternative approaches. We run the circuits on
real IBM quantum devices but due to the limitation of the real quantum devices
in the NISQ era, the results are heavily affected by the noise. This limitation
reveals once again the need for algorithms using less amount of resources.
Consequently, we consider an alternative 3 qubit implementation which works
better in practice and obtain promising results even for the problem $ MOD_{31}
$.
- Abstract（参考訳）: 量子有限オートマトン(QFA)の文献は、有限メモリを持つ量子系を研究するための代替数学的モデルを提供する。
量子コンピューティングの優位性として、QFAは言語を認識するような特定の問題に対して指数関数的に簡潔に示され、例えば、$MOD_p = \{a^j \mid j \equiv 0 \mod p\} $ は有界誤差を持つ。
本稿では,Qiskitフレームワークを用いてMOD_p$問題を認識するQFAアルゴリズムの回路ベース実装の改善について述べる。
我々は、ケース$p=11$に注目し、代替のアプローチで必要なゲートの総数を削減する$mod_{11}$問題の3量子ビット実装を提供する。
我々は、実際のIBM量子デバイス上で回路を実行するが、NISQ時代の実際の量子デバイスに制限があるため、ノイズの影響が大きい。
この制限により、少ないリソースを使用するアルゴリズムの必要性が再び明らかになる。
その結果,$ mod_{31} $ 問題であっても,実用上良好に動作し,有望な結果が得られる代替の 3 量子ビット実装を考える。
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