論文の概要: An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.03283v2
• Date: Tue, 17 Aug 2021 22:27:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-19 04:57:19.975535
• Title: An Algebraic Quantum Circuit Compression Algorithm for Hamiltonian Simulation
• Title（参考訳）: ハミルトンシミュレーションのための代数的量子回路圧縮アルゴリズム
• Authors: Daan Camps, Efekan K\"okc\"u, Lindsay Bassman, Wibe A. de Jong, Alexander F. Kemper, Roel Van Beeumen
• Abstract要約: 現在の世代のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(NISQ)は、チップサイズとエラー率に大きく制限されている。 我々は、自由フェルミオンとして知られる特定のスピンハミルトニアンをシミュレーションするために、量子回路を効率よく圧縮するために局所化回路変換を導出する。 提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に動作し、$mathcalO(103)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.41644538483948
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing is a promising technology that harnesses the peculiarities of quantum mechanics to deliver computational speedups for some problems that are intractable to solve on a classical computer. Current generation noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers are severely limited in terms of chip size and error rates. Shallow quantum circuits with uncomplicated topologies are essential for successful applications in the NISQ era. Based on matrix analysis, we derive localized circuit transformations to efficiently compress quantum circuits for simulation of certain spin Hamiltonians known as free fermions. The depth of the compressed circuits is independent of simulation time and grows linearly with the number of spins. The proposed numerical circuit compression algorithm behaves backward stable and scales cubically in the number of spins enabling circuit synthesis beyond $\mathcal{O}(10^3)$ spins. The resulting quantum circuits have a simple nearest-neighbor topology, which makes them ideally suited for NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、量子力学の特異性を生かし、古典的なコンピュータで解くのに難解な問題に対する計算スピードアップを提供する、有望な技術である。 現在のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(nisq)は、チップサイズとエラーレートでかなり制限されている。 NISQ時代の成功には、複雑でない位相を持つ浅量子回路が不可欠である。 行列解析に基づいて局所化回路変換を導出して量子回路を効率的に圧縮し、自由フェルミオンとして知られるスピンハミルトニアンをシミュレーションする。 圧縮回路の深さはシミュレーション時間とは独立であり、スピンの数とともに線形に成長する。 提案した数値回路圧縮アルゴリズムは、後方安定に振る舞い、$\mathcal{O}(10^3)$スピンを超える回路合成を可能にするスピンの数で3次スケールする。 得られた量子回路は、NISQデバイスに理想的に適合する単純な近傍トポロジーを持つ。

関連論文リスト

• Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
  d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか? 我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。 我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z)
• 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)
• Quantum Simulation of Dissipative Energy Transfer via Noisy Quantum Computer [0.40964539027092917]
  雑音の多いコンピュータ上でのオープン量子システムの力学をシミュレートする実用的な手法を提案する。 提案手法は,IBM-Q実機におけるゲートノイズを利用して,2量子ビットのみを用いて計算を行う。 最後に、トロッター展開を行う際の量子回路の深さの増大に対処するため、短期力学シミュレーションを拡張するために転送テンソル法(TTM)を導入した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-03T13:56:41Z)
• Time-Optimal Quantum Driving by Variational Circuit Learning [2.9582851733261286]
  ディジタル量子シミュレーションとハイブリッド回路学習は、量子最適制御の新しい可能性を開く。 有限個の量子ビットを持つ量子デバイス上で、捕捉された量子粒子の波束展開をシミュレートする。 本手法の誤差に対する堅牢性について考察し,回路にバレンプラトーが存在しないことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-01T11:53:49Z)
• Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM Quantum computers [62.997667081978825]
  小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。 我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。 デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z)
• Algebraic Compression of Quantum Circuits for Hamiltonian Evolution [52.77024349608834]
  時間依存ハミルトニアンの下でのユニタリ進化は、量子ハードウェアにおけるシミュレーションの重要な構成要素である。 本稿では、トロッターステップを1ブロックの量子ゲートに圧縮するアルゴリズムを提案する。 この結果、ハミルトニアンのある種のクラスに対する固定深度時間進化がもたらされる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:01Z)
• Efficient Quantum Simulation of Open Quantum System Dynamics on Noisy Quantum Computers [0.0]
  量子散逸ダイナミクスは、コヒーレントからインコヒーレントにまたがって効率的にシミュレートできることを示す。 この研究は、NISQ時代の量子優位性のための新しい方向性を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-24T10:37:37Z)
• Towards a NISQ Algorithm to Simulate Hermitian Matrix Exponentiation [0.0]
  フォールトトレラントな量子コンピュータは、既知の古典的コンピュータよりも優れたアプリケーションを提供するので、楽しみにしている。 既に存在する、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスのパワーを活用して実現には何十年もかかるだろう。 本稿では、パラメタライズド量子回路を用いて、エルミタン行列指数をシミュレートする手法を報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-28T06:37:12Z)
• Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
  時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。 一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。 幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-01T19:06:00Z)
• Simulating quantum chemistry in the seniority-zero space on qubit-based quantum computers [0.0]
  計算量子化学の近似をゲートベースの量子コンピュータ上で分子化学をシミュレートする手法と組み合わせる。 基本集合を増大させるために解放された量子資源を用いることで、より正確な結果が得られ、必要な数の量子コンピューティングの実行が削減されることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-31T19:44:37Z)

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。