論文の概要: Approaching the theoretical limit in quantum gate decomposition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.06770v4
• Date: Mon, 9 May 2022 20:09:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 03:03:20.929734
• Title: Approaching the theoretical limit in quantum gate decomposition
• Title（参考訳）: 量子ゲート分解の理論的限界へのアプローチ
• Authors: P\'eter Rakyta, Zolt\'an Zimbor\'as
• Abstract要約: 本稿では,CNOT$ゲート数を持つ1量子および2量子ビットの量子ゲートを用いて,一般量子プログラムを分解する新しい数値計算手法を提案する。 本手法は, 既設計量子回路における単一量子ビット回転ゲートに関するパラメータの逐次最適化に基づく。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: In this work we propose a novel numerical approach to decompose general quantum programs in terms of single- and two-qubit quantum gates with a $CNOT$ gate count very close to the current theoretical lower bounds. In particular, it turns out that $15$ and $63$ $CNOT$ gates are sufficient to decompose a general $3$- and $4$-qubit unitary, respectively, with high numerical accuracy. Our approach is based on a sequential optimization of parameters related to the single-qubit rotation gates involved in a pre-designed quantum circuit used for the decomposition. In addition, the algorithm can be adopted to sparse inter-qubit connectivity architectures provided by current mid-scale quantum computers, needing only a few additional $CNOT$ gates to be implemented in the resulting quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: そこで本研究では,CNOT$ゲート数を持つ1量子および2量子ビットの量子ゲートで一般量子プログラムを分解する新しい数値計算手法を提案する。 特に、15ドルと63ドルのCNOT$ゲートは、それぞれ3ドルと4ドルという一般的なユニタリを、高い数値精度で分解するのに十分であることがわかった。 本手法は,単一量子ビット回転ゲートに関連するパラメータの逐次最適化を,分解に使用する事前設計量子回路を用いて行う。 さらに、このアルゴリズムは現在の中規模量子コンピュータが提供する疎結合アーキテクチャにも適用でき、結果として生じる量子回路に実装するために追加の$CNOT$ゲートは必要である。

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