論文の概要: Quantum Carry Lookahead Adders for NISQ and Quantum Image Processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.04758v1
- Date: Wed, 9 Jun 2021 01:02:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 04:32:57.041608
- Title: Quantum Carry Lookahead Adders for NISQ and Quantum Image Processing
- Title（参考訳）: nisqと量子画像処理のためのquantum carry lookahead adders
- Authors: Himanshu Thapliyal, Edgard Mu\~noz-Coreas, Vladislav Khalus
- Abstract要約: 耐故障性ゲートと誤り訂正符号に基づく量子回路を耐環境騒音として使用すべきである。
NISQ(Noisy Intermediate Scale Quantum)と呼ばれる現在のマシンは、フォールトトレラント設計に関連するオーバーヘッドをサポートできない。
回路内のゲート層(または深さ)の数が増加するにつれて、ノイズエラーやデコヒーレンスのリスクが増大する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.966840768820136
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Progress in quantum hardware design is progressing toward machines of
sufficient size to begin realizing quantum algorithms in disciplines such as
encryption and physics. Quantum circuits for addition are crucial to realize
many quantum algorithms on these machines. Ideally, quantum circuits based on
fault-tolerant gates and error-correcting codes should be used as they tolerant
environmental noise. However, current machines called Noisy Intermediate Scale
Quantum (NISQ) machines cannot support the overhead associated with
faulttolerant design. In response, low depth circuits such as quantum carry
lookahead adders (QCLA)s have caught the attention of researchers. The risk for
noise errors and decoherence increase as the number of gate layers (or depth)
in the circuit increases. This work presents an out-of-place QCLA based on
Clifford+T gates. The QCLAs optimized for T gate count and make use of a novel
uncomputation gate to save T gates. We base our QCLAs on Clifford+T gates
because they can eventually be made faulttolerant with error-correcting codes
once quantum hardware that can support fault-tolerant designs becomes
available. We focus on T gate cost as the T gate is significantly more costly
to make faulttolerant than the other Clifford+T gates. The proposed QCLAs are
compared and shown to be superior to existing works in terms of T-count and
therefore the total number of quantum gates. Finally, we illustrate the
application of the proposed QCLAs in quantum image processing by presenting
quantum circuits for bilinear interpolation.
- Abstract（参考訳）: 量子ハードウェア設計の進歩は、暗号化や物理といった分野における量子アルゴリズムの実現に十分な大きさのマシンに向かって進んでいる。
量子回路の追加は、これらのマシン上で多くの量子アルゴリズムを実現するために重要である。
理想的には、フォールトトレラントゲートとエラー訂正符号に基づく量子回路を耐環境騒音として使用する。
しかし、現在のNISQ(Noisy Intermediate Scale Quantum)マシンは、フォールトトレラント設計に関連するオーバーヘッドをサポートできない。
これに対し、量子キャリーヘッド加算器(QCLA)のような低深さ回路は研究者の注目を集めている。
回路内のゲート層(または深さ)の数が増加するにつれて、ノイズエラーやデコヒーレンスのリスクが増大する。
本研究はClifford+T ゲートに基づく外部 QCLA を提示する。
QCLAsはTゲート数に最適化され、Tゲートを節約するために新しい非計算ゲートを使用する。
フォールトトレラント設計をサポートする量子ハードウェアが利用可能になると、最終的にエラー訂正コードでフォールトトレラントにすることができるからです。
我々はTゲートのコストに着目し、Tゲートは他のクリフォード+Tゲートよりも耐故障性が高い。
提案したQCLAは、T数の観点から既存の研究よりも優れており、従って量子ゲートの総数である。
最後に,両線形補間のための量子回路を提示することにより,量子画像処理におけるQCLAの適用について述べる。
関連論文リスト
- Quantum Compiling with Reinforcement Learning on a Superconducting Processor [55.135709564322624]
超伝導プロセッサのための強化学習型量子コンパイラを開発した。
短絡の新規・ハードウェア対応回路の発見能力を示す。
本研究は,効率的な量子コンパイルのためのハードウェアによるソフトウェア設計を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-18T01:49:48Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Implementing fault-tolerant non-Clifford gates using the [[8,3,2]] color
code [0.0]
非クリフォードゲートを実装した符号化回路の性能改善を観察する。
本結果は,量子ゲートを用いた非自明なアルゴリズムの実装の可能性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-15T18:00:02Z) - High-fidelity parallel entangling gates on a neutral atom quantum
computer [41.74498230885008]
最大60個の原子に99.5%の忠実度を持つ2量子エンタングリングゲートの実現を報告した。
これらの進歩は、量子アルゴリズム、誤り訂正回路、デジタルシミュレーションの大規模実装の基礎となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-11T18:00:04Z) - Comparing planar quantum computing platforms at the quantum speed limit [0.0]
我々は、中性原子および超伝導量子ビットにおける現実的な2量子および多量子ゲート実装のための量子速度制限(QSL)の理論最小ゲート時間の比較を示す。
我々はこれらの量子アルゴリズムを、標準ゲートモデルとパリティマッピングの両方において、回路実行時間とゲート数の観点から解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-04T12:47:00Z) - A fault-tolerant variational quantum algorithm with limited T-depth [2.7648976108201815]
本稿では,フォールトトレラントゲートセットを用いた変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを提案する。
VQEは将来の誤り訂正量子コンピュータの実装に適している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-08T10:31:12Z) - Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent
states [49.299443295581064]
ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。
符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z) - Averaging gate approximation error and performance of Unitary Coupled Cluster ansatz in Pre-FTQC Era [0.0]
フォールトトレラント量子計算(FTQC)は、雑音耐性のある方法で量子アルゴリズムを実装するために不可欠である。
FTQCでは、量子回路はフォールトトレラントの実装が可能な普遍ゲートに分解される。
本稿では,所定の量子回路に対するClifford+$T$分解誤差を非偏極雑音としてモデル化できることを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T19:00:01Z) - Building a fault-tolerant quantum computer using concatenated cat codes [44.03171880260564]
本稿では,外部量子誤り訂正符号を用いた猫符号に基づくフォールトトレラント量子コンピュータを提案する。
我々は、外符号が繰り返し符号か薄い矩形曲面符号である場合、量子誤差補正を数値的にシミュレートする。
約1,000の超伝導回路部品で、フォールトトレラントな量子コンピュータを構築することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-07T23:22:40Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z) - T-count and Qubit Optimized Quantum Circuit Designs of Carry Lookahead
Adder [0.966840768820136]
ハードウェアに量子アルゴリズムを実装するには、加算などの算術演算の量子回路が必要である。
Clifford+Tゲートをベースとした量子回路は、ノイズに耐性を持たせることができる。
Tカウント性能測定は量子回路設計において重要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-04T01:07:50Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。