論文の概要: Efficient quantum programming using EASE gates on a trapped-ion quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.07591v2
• Date: Mon, 24 Jan 2022 17:32:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 05:03:46.522277
• Title: Efficient quantum programming using EASE gates on a trapped-ion quantum computer
• Title（参考訳）: トラップイオン量子コンピュータ上でのEASEゲートを用いた効率的な量子プログラミング
• Authors: Nikodem Grzesiak, Andrii Maksymov, Pradeep Niroula, Yunseong Nam
• Abstract要約: 我々は、最近発明された、トラップイオン量子コンピュータで利用可能な、効率的な、任意の、同時に絡み合う(EASE)ゲートに焦点を当てる。 我々は、$n$-qubit Clifford 回路を$6log(n)$EASEゲートで実装でき、$n$-qubit multiply-control NOT ゲートを$n/2$EASEゲートで実装でき、$n$-qubit 置換を6つのEASEゲートで実装できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9610635155358869
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Parallel operations in conventional computing have proven to be an essential tool for efficient and practical computation, and the story is not different for quantum computing. Indeed, there exists a large body of works that study advantages of parallel implementations of quantum gates for efficient quantum circuit implementations. Here, we focus on the recently invented efficient, arbitrary, simultaneously entangling (EASE) gates, available on a trapped-ion quantum computer. Leveraging its flexibility in selecting arbitrary pairs of qubits to be coupled with any degrees of entanglement, all in parallel, we show an $n$-qubit Clifford circuit can be implemented using $6\log(n)$ EASE gates, an $n$-qubit multiply-controlled NOT gate can be implemented using $3n/2$ EASE gates, and an $n$-qubit permutation can be implemented using six EASE gates. We discuss their implications to near-term quantum chemistry simulations and the state of the art pattern matching algorithm. Given Clifford + multiply-controlled NOT gates form a universal gate set for quantum computing, our results imply efficient quantum computation by EASE gates, in general.
• Abstract（参考訳）: 従来のコンピューティングにおける並列処理は、効率的で実用的な計算に必須のツールであることが証明されており、量子コンピューティングではその話は変わらない。 実際、効率的な量子回路実装のための量子ゲートの並列実装の利点を研究する多くの研究がある。 本稿では、最近発明された量子コンピュータ上で利用可能な、効率的な、任意の、同時に絡み合う(EASE)ゲートに焦点を当てる。 任意の量子ビットの対を任意のエンタングルメントと結合するフレキシビリティを活用すれば、$n$-qubit Clifford回路を6.log(n)$ EASEゲートで実装でき、$n$-qubit multiply- controlled NOT gateを3.n/2$ EASEゲートで実装でき、$n$-qubit permutationを6つのEASEゲートで実装することができる。 近い将来の量子化学シミュレーションとアートパターンマッチングアルゴリズムの現状について論じる。 Clifford + multiply-control NOT gates が量子コンピューティングの普遍ゲートとなると、この結果は一般に EASE gates による量子計算を効率的に行うことを示唆する。

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