論文の概要: Detecting Entanglement Generating Circuits in Cloud-Based Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.10528v1
• Date: Wed, 20 Oct 2021 12:32:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 23:59:51.920389
• Title: Detecting Entanglement Generating Circuits in Cloud-Based Quantum Computing
• Title（参考訳）: クラウド型量子コンピューティングにおける絡み合い発生回路の検出
• Authors: Jiheon Seong and Joonwoo Bae
• Abstract要約: 絡み合いは量子的優位性をもたらす重要な資源である。 我々は,クラウドベースの量子コンピューティングサービスにおいて,絡み合い生成を認証する枠組みを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.90365714903665
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement, a direct consequence of elementary quantum gates such as controlled-NOT or Toffoli gates, is a key resource that leads to quantum advantages. In this work, we establish the framework of certifying entanglement generation in cloud-based quantum computing services. Namely, we present the construction of quantum circuits that certify entanglement generation in a circuit-based quantum computing model. The framework relaxes the assumption of the so-called qubit allocation, which is the step in a cloud service to relate physical qubits in hardware to a circuit proposed by a user. Consequently, the certification is valid no matter how unsuccessful qubit allocations may be in cloud computing or how untrustful the service may be in qubit allocations. We then demonstrate the certification of entanglement generation on two and three qubits in the IBMQ and IonQ services. Remarkably, entanglement generation is successfully certified in the IonQ service that does not provide a command of qubit allocations. The capabilities of entanglement generation in the circuits of IBMQ and IonQ are also quantified. We envisage that the proposed framework is applied when cloud-based quantum computing services are exploited for practical computation and information tasks, for which our results would find if it is possible to achieve quantum advantages.
• Abstract（参考訳）: エンタングルメント(英: entanglement)は、制御しないゲートやトッフォリゲートのような初等量子ゲートの直接の結果であり、量子の利点をもたらす重要な資源である。 本研究では,クラウドベースの量子コンピューティングサービスにおいて,エンタングルメント生成を認証する枠組みを確立する。 すなわち、回路ベース量子コンピューティングモデルにおける絡み合い発生を認証する量子回路の構築について述べる。 このフレームワークは、クラウドサービスにおける物理キュービットとユーザが提案する回路を関連付けるステップである、いわゆるqubitアロケーション(qubit allocation)の仮定を緩和する。 その結果、クラウドコンピューティングにおけるキュービット割り当ての失敗や、サービスがキュービットアロケーションにどの程度不信であるかに関わらず、認証は有効である。 次に、IBMQおよびIonQサービスにおける2ビットと3ビットのエンタングルメント生成の証明を示す。 驚くべきことに、エンタングルメント生成は、キュービット割り当てのコマンドを提供しないionqサービスでうまく認証される。 IBMQとIonQの回路における絡み合い生成の能力も定量化されている。 我々は,クラウドベースの量子コンピューティングサービスが実用的な計算処理や情報処理に利用される場合に,提案手法が適用可能であることを考察する。

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