論文の概要: Step-by-Step HHL Algorithm Walkthrough to Enhance the Understanding of
Critical Quantum Computing Concepts
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.09004v4
- Date: Sat, 25 Mar 2023 02:40:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-29 03:58:31.504200
- Title: Step-by-Step HHL Algorithm Walkthrough to Enhance the Understanding of
Critical Quantum Computing Concepts
- Title（参考訳）: 量子コンピューティングの概念を理解するためのステップバイステップHHLアルゴリズムのウォークスルー
- Authors: Hector Jose Morrell Jr, Anika Zaman, and Hiu Yung Wong
- Abstract要約: HHL(Harrow-Hassidim-Lloyd)量子アルゴリズムは解析的に説明され、ブラケット表記法では 4-qubit の数値例で説明される。
Qiskitを使ってプログラムされた量子回路は、IBM量子コンピュータの実際のハードウェア実行に利用できる。
- 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: After learning basic quantum computing concepts, it is desirable to reinforce
the learning using an important and relatively complex algorithm through which
the students can observe and appreciate how the qubits evolve and interact with
each other. Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL) quantum algorithm, which can solve
Linear System Problems with exponential speed-up over the classical method and
is the basic of many important quantum computing algorithms, is used to serve
this purpose. The HHL algorithm is explained analytically followed by a 4-qubit
numerical example in bra-ket notation. Matlab code corresponding to the
numerical example is available for students to gain a deeper understanding of
the HHL algorithm from a pure matrix point of view. A quantum circuit
programmed using qiskit is also provided which can be used for real hardware
execution in IBM quantum computers. After going through the material, students
are expected to have a better appreciation of the concepts such as basis
transformation, bra-ket and matrix representations, superposition,
entanglement, controlled operations, measurement, Quantum Fourier
Transformation, Quantum Phase Estimation, and quantum programming. To help
readers review these basic concepts, brief explanations augmented by the HHL
numerical examples in the main text are provided in the Appendix.
- Abstract（参考訳）: 基本的な量子コンピューティングの概念を学習した後、学生が量子ビットがどのように進化し相互に相互作用するかを観察し評価できる、重要で比較的複雑なアルゴリズムを用いて学習を強化することが望ましい。
harrow-hassidim-lloyd(hhl)量子アルゴリズムは、古典的な方法よりも指数関数的なスピードアップで線形系問題を解くことができ、多くの重要な量子計算アルゴリズムの基本である。
HHLアルゴリズムは、ブラケット表記法で4キュービットの数値例で解析的に説明される。
数値的な例に対応するMatlabコードは、純粋な行列の観点からHHLアルゴリズムをより深く理解するために学生に利用可能である。
Qiskitを用いてプログラムされた量子回路も提供され、IBM量子コンピュータにおける実際のハードウェア実行に使用できる。
基礎変換、ブラケットおよび行列表現、重ね合わせ、絡み合い、制御操作、測定、量子フーリエ変換、量子位相推定、量子プログラミングといった概念をより良く理解することが期待されている。
これらの基本的な概念をレビューするために、本文のHHL数値例で拡張した簡単な説明がAppendixで提供されている。
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