論文の概要: Moving Quantum States without SWAP via Intermediate Higher Dimensional Qudits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.09089v1
• Date: Wed, 16 Jun 2021 19:21:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-26 13:00:39.973906
• Title: Moving Quantum States without SWAP via Intermediate Higher Dimensional Qudits
• Title（参考訳）: 中間高次元quditによるスワップのない量子状態の移動
• Authors: Amit Saha, Debasri Saha and Amlan Chakrabarti
• Abstract要約: 本稿では,SWAP操作を使わずに移動量子状態の新たな定式化を導入する。 量子状態の量子ビットによる移動は、一時的な中間クエット状態の採用によって達成されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.5450828190071646
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum algorithms can be realized in the form of a quantum circuit. To map quantum circuit for specific quantum algorithm to quantum hardware, qubit mapping is an imperative technique based on the qubit topology. Due to the neighbourhood constraint of qubit topology, the implementation of quantum algorithm rightly, is essential for moving information around in a quantum computer. Swapping of qubits using SWAP gate moves the quantum state between two qubits and solves the neighbourhood constraint of qubit topology. Though, one needs to decompose the SWAP gate into three CNOT gates to implement SWAP gate efficiently, but unwillingly quantum cost with respect to gate count and depth increases. In this paper, a new formalism of moving quantum states without using SWAP operation is introduced for the first time to the best of our knowledge. Moving quantum states through qubits have been attained with the adoption of temporary intermediate qudit states. This introduction of intermediate qudit states has exhibited a three times reduction in quantum cost with respect to gate count and approximately two times reduction in respect to circuit depth compared to the state-of-the-art approach of SWAP gate insertion. Further, the proposed approach is generalized to any dimensional quantum system.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムは量子回路の形で実現することができる。 特定の量子アルゴリズムの量子回路を量子ハードウェアにマッピングするために、量子ビットマッピングは量子ビットトポロジーに基づく命令的手法である。 量子ビットトポロジーの近傍の制約のため、量子アルゴリズムの正しい実装は、量子コンピュータ内で情報を移動させるのに不可欠である。 SWAPゲートを用いたキュービットのスワッピングは、2つのキュービット間の量子状態を動かし、キュービット位相の近傍制約を解決する。 しかし、スワップゲートをスワップゲートを効率的に実装するためには、スワップゲートを3つのcnotゲートに分割する必要がある。 本稿では、SWAP操作を使わずに量子状態を動かすという新しい形式を、我々の知識を最大限活用するために初めて導入する。 量子状態の量子ビットによる移動は、一時的な中間クエット状態の採用によって達成されている。 この中間クディット状態の導入は、ゲート数に対する量子コストの3倍の低下を示し、SWAPゲート挿入の最先端アプローチと比較して回路深さに対する約2倍の低下を示した。 さらに,提案手法は任意の次元量子系に一般化される。

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