論文の概要: Faster and More Reliable Quantum SWAPs via Native Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.13199v1
• Date: Mon, 27 Sep 2021 17:19:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-13 11:42:04.486089
• Title: Faster and More Reliable Quantum SWAPs via Native Gates
• Title（参考訳）: ネイティブゲートによる高速で信頼性の高い量子SWAP
• Authors: Pranav Gokhale, Teague Tomesh, Martin Suchara, and Frederic T. Chong
• Abstract要約: 超伝導ハードウェアのネイティブゲートセットのレベルにおけるSWAPの速度と信頼性を向上させる手法を提案する。 本手法は,(1)SWAP配向,(2)クロスゲートパルスキャンセラ,(3)クロス共鳴による通信,(4)クロス共鳴ポーラリティの4つの手法に依存している。 最適化されたSWAPは標準SWAPよりも11%高速で13%信頼性が高い。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.329210046639177
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Due to the sparse connectivity of superconducting quantum computers, qubit communication via SWAP gates accounts for the vast majority of overhead in quantum programs. We introduce a method for improving the speed and reliability of SWAPs at the level of the superconducting hardware's native gateset. Our method relies on four techniques: 1) SWAP Orientation, 2) Cross-Gate Pulse Cancellation, 3) Commutation through Cross-Resonance, and 4) Cross-Resonance Polarity. Importantly, our Optimized SWAP is bootstrapped from the pre-calibrated gates, and therefore incurs zero calibration overhead. We experimentally evaluate our optimizations with Qiskit Pulse on IBM hardware. Our Optimized SWAP is 11% faster and 13% more reliable than the Standard SWAP. We also experimentally validate our optimizations on application-level benchmarks. Due to (a) the multiplicatively compounding gains from improved SWAPs and (b) the frequency of SWAPs, we observe typical improvements in success probability of 10-40%. The Optimized SWAP is available through the SuperstaQ platform.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子コンピュータの疎結合のため、SWAPゲートを介した量子ビット通信は、量子プログラムのオーバーヘッドの大部分を占める。 超伝導ハードウェアのネイティブゲートセットのレベルにおけるSWAPの速度と信頼性を向上させる方法を提案する。 私たちの方法は4つのテクニックに依存しています 1)SWAPオリエンテーション 2)クロスゲートパルスキャンセル 3)クロス共振による通勤、及び 4)クロス共鳴極性。 重要なことは、最適化SWAPはプリキャリブレーションされたゲートからブートストラップされるため、ゼロキャリブレーションオーバーヘッドが発生します。 IBMハードウェア上でのQiskit Pulseによる最適化を実験的に評価した。 最適化SWAPは標準SWAPよりも11%高速で13%信頼性が高い。 また、アプリケーションレベルのベンチマークで最適化を実験的に検証する。 故に (a) SWAPの改良による乗算合成利得及び (b)スワップの頻度は,成功確率が10～40%の典型的改善である。 Optimized SWAPはSuperstaQプラットフォームを通じて利用できる。

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