論文の概要: Optimization and Noise Analysis of the Quantum Algorithm for Solving
One-Dimensional Poisson Equation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.12203v1
- Date: Fri, 27 Aug 2021 09:44:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-17 01:11:36.311700
- Title: Optimization and Noise Analysis of the Quantum Algorithm for Solving
One-Dimensional Poisson Equation
- Title(参考訳): 1次元ポアソン方程式解のための量子アルゴリズムの最適化とノイズ解析
- Authors: Guolong Cui, Zhimin Wang, Shengbin Wang, Shangshang Shi, Ruimin Shang,
Wendong Li, Zhiqiang Wei, Yongjian Gu
- Abstract要約: 一次元ポアソン方程式を解くための効率的な量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムをさらに発展させ、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスにおける実際の応用に近づける。
我々は、IBM Qiskitツールキットを用いて、実量子デバイスに存在する一般的なノイズがアルゴリズムに与える影響を分析する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 17.65730040410185
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Solving differential equations is one of the most promising applications of
quantum computing. Recently we proposed an efficient quantum algorithm for
solving one-dimensional Poisson equation avoiding the need to perform quantum
arithmetic or Hamiltonian simulation. In this letter, we further develop this
algorithm to make it closer to the real application on the noisy
intermediate-scale quantum (NISQ) devices. To this end, we first develop a new
way of performing the sine transformation, and based on it the algorithm is
optimized by reducing the depth of the circuit from n2 to n. Then, we analyze
the effect of common noise existing in the real quantum devices on our
algorithm using the IBM Qiskit toolkit. We find that the phase damping noise
has little effect on our algorithm, while the bit flip noise has the greatest
impact. In addition, threshold errors of the quantum gates are obtained to make
the fidelity of the circuit output being greater than 90%. The results of noise
analysis will provide a good guidance for the subsequent work of error
mitigation and error correction for our algorithm. The noise-analysis method
developed in this work can be used for other algorithms to be executed on the
NISQ devices.
- Abstract(参考訳): 微分方程式の解法は、量子コンピューティングの最も有望な応用の1つである。
近年,1次元ポアソン方程式を解くために,量子算術やハミルトニアンシミュレーションを行う必要のない効率的な量子アルゴリズムを提案する。
本稿では、このアルゴリズムをさらに発展させ、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスにおける実際の応用に近づける。
この目的のために,まず,回路の深さをn2からnに減らし,正弦変換を行う新しい手法を開発し,それに基づいてアルゴリズムを最適化する。
次に,ibm qiskit toolkitを用いて,実量子デバイスに存在する共通のノイズがアルゴリズムに与える影響を分析する。
位相減衰ノイズはアルゴリズムにほとんど影響を与えないのに対し,ビットフリップノイズは最も影響が大きいことがわかった。
さらに、量子ゲートのしきい値誤差が得られ、回路出力の忠実度が90%以上になる。
ノイズ解析の結果は,次のアルゴリズムの誤り軽減と誤り訂正の作業に優れたガイダンスを提供する。
本研究で開発されたノイズ分析法は,NISQデバイス上で実行される他のアルゴリズムにも利用できる。
関連論文リスト
- Noise-induced transition in optimal solutions of variational quantum
algorithms [0.0]
変分量子アルゴリズムは、ノイズの多い量子ハードウェアで実用的な量子優位性を実現するための有望な候補である。
スピンチェーンモデルの基底状態を計算する変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムについて検討し,ノイズが最適化に与える影響について検討した。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-03-05T08:31:49Z) - Optimized Noise Suppression for Quantum Circuits [0.46040036610482665]
現在の量子計算ハードウェアはノイズに悩まされており、誤り訂正には小さすぎる。
ここでは、クロストークノイズを効率よく特徴づけ、緩和する。これは、例えば、クロス共鳴ベースの超伝導量子プロセッサにおける重大エラー源である。
キャラクタリゼーション後、ノイズ対応量子ビットルーティングアルゴリズムにより量子回路のノイズを緩和する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-12T07:34:59Z) - Quantum Algorithm for Signal Denoising [32.77959665599749]
提案アルゴリズムは、古典的および量子的信号を処理することができる。
数値計算の結果,古典的起源と量子的起源の両方のノイズを除去することが効果的であることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-12-24T05:16:04Z) - Investigating the effect of circuit cutting in QAOA for the MaxCut
problem on NISQ devices [36.32934805738396]
ノイズ中間スケール量子(NISQ)デバイスは、量子ビット数の制限と短いデコヒーレンス時間によって制限される。
量子回路切断は、大きな量子回路の実行を複数の小さな量子回路の実行に分解する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-02-03T15:02:28Z) - On proving the robustness of algorithms for early fault-tolerant quantum
computers [0.0]
位相推定のためのランダム化アルゴリズムを導入し,その性能を2つの単純なノイズモデルで解析する。
回路深度が約0.916倍である限り、ランダム化アルゴリズムは任意に高い確率で成功できると計算する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-22T21:28:12Z) - Limitations of variational quantum algorithms: a quantum optimal
transport approach [11.202435939275675]
我々は、ノイズとノイズレスの両体制において、標準NISQ提案の極めて厳密な境界を得る。
境界は、QAOAのような両方の回路モデルアルゴリズムと、量子アニールのような連続時間アルゴリズムの性能を制限する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-04-07T13:58:44Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-09T18:00:05Z) - Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings [62.72309460291971]
マルチバスグラフ複雑性と非線形活性化関数の2つの革新の恩恵を受ける新しい変分量子アルゴリズムを導入する。
その結果,最適化性能が向上し,有効景観が2つ向上し,測定の進歩が減少した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-24T20:16:02Z) - Qubit-efficient entanglement spectroscopy using qubit resets [0.0]
NISQデバイス上でのエンタングルメント分光のための量子ビット効率の量子アルゴリズムを開発した。
我々のアルゴリズムは、ノイズの存在下で同様の性能を保ちながら、従来のどの効率的なアルゴリズムよりも少ない量子ビットを使用する。
また、量子ビットリセット回路に適した標準回路深さの一般化として、有効回路深さの概念を導入する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-06T23:22:57Z) - Space-efficient binary optimization for variational computing [68.8204255655161]
本研究では,トラベリングセールスマン問題に必要なキュービット数を大幅に削減できることを示す。
また、量子ビット効率と回路深さ効率のモデルを円滑に補間する符号化方式を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-15T18:17:27Z) - Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with
Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。
本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。
この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-11T17:20:51Z)
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。