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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