論文の概要: Empirical Evaluation of Circuit Approximations on Noisy Quantum Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.06701v1
• Date: Wed, 14 Jul 2021 13:44:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 07:32:23.062495
• Title: Empirical Evaluation of Circuit Approximations on Noisy Quantum Devices
• Title（参考訳）: 雑音量子デバイスにおける回路近似の実証評価
• Authors: Ellis Wilson, Frank Mueller, Lindsay Bassman, Constin Iancu
• Abstract要約: ノイズのある中間スケール量子(NISQ)デバイスは、今日の多くのゲートを持つディープ回路に十分な忠実度で出力を生成できない。 本研究は,元となる参照回路に近似したユニタリ変換を持つマルチキュービットゲートの少ない短い回路を生成する手法を開発する。
• 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: Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices fail to produce outputs with sufficient fidelity for deep circuits with many gates today. Such devices suffer from read-out, multi-qubit gate and crosstalk noise combined with short decoherence times limiting circuit depth. This work develops a methodology to generate shorter circuits with fewer multi-qubit gates whose unitary transformations approximate the original reference one. It explores the benefit of such generated approximations under NISQ devices. Experimental results with Grover's algorithm, multiple-control Toffoli gates, and the Transverse Field Ising Model show that such approximate circuits produce higher fidelity results than longer, theoretically precise circuits on NISQ devices, especially when the reference circuits have many CNOT gates to begin with. With this ability to fine-tune circuits, it is demonstrated that quantum computations can be performed for more complex problems on today's devices than was feasible before, sometimes even with a gain in overall precision by up to 60%.
• Abstract（参考訳）: ノイズのある中間スケール量子(NISQ)デバイスは、今日の多くのゲートを持つディープ回路に十分な忠実度で出力を生成できない。 このようなデバイスは、リードアウト、マルチキュービットゲート、クロストークノイズ、短いデコヒーレンス時間制限回路深度との組み合わせに苦しむ。 本研究は,元となる参照回路に近似したユニタリ変換を持つマルチキュービットゲートの少ない短い回路を生成する手法を開発する。 NISQデバイス下で生成された近似の利点を探求する。 Groverのアルゴリズム、マルチコントロールトフォリゲート、およびTransverse Field Ising Modelによる実験結果から、これらの近似回路は、特に参照回路が多くのCNOTゲートを持つ場合、NISQデバイス上でより長く、理論的に正確な回路よりも高い忠実性が得られることが示された。 この回路を微調整する能力により、量子計算は従来よりも複雑な問題に対して実行可能であり、時には全体の精度を最大60%向上させることさえ可能であることが実証された。

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