論文の概要: Efficient multi-qubit subspace rotations via topological quantum walks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.06534v2
- Date: Thu, 3 Mar 2022 11:38:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 07:57:56.111001
- Title: Efficient multi-qubit subspace rotations via topological quantum walks
- Title（参考訳）: 位相量子ウォークによる効率的なマルチキュービット部分空間回転
- Authors: Xiu Gu, Jonathan Allcock, Shuoming An, Yu-xi Liu
- Abstract要約: 選択された角度による部分空間の回転は、基本的な量子コンピューティングの演算である。
本稿では,位相量子ウォークを用いた高速かつ高忠実な計算手法を提案する。
この手順は、超伝導量子ビット、イオントラップ、リドベルク原子に星型接続で実装することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0486921990935787
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The rotation of subspaces by a chosen angle is a fundamental quantum
computing operation, with applications in error correction and quantum
algorithms such as the Quantum Approximate Optimization Algorithm, the
Variational Quantum Eigensolver and the quantum singular value transformation.
Such rotations are usually implemented at the hardware level via
multiple-controlled-phase gates, which lead to large circuit depth when
decomposed into one- and two-qubit gates. Here, we propose a fast,
high-fidelity way to implement such operations via topological quantum walks,
where a sequence of single-qubit $z$ rotations of an ancilla qubit are
interleaved with the evolution of a system Hamiltonian in which a matrix $A$ is
embedded. The subspace spanned by the left or right singular vectors of $A$
with non-zero singular values is rotated, depending on the state of the
ancilla. This procedure can be implemented in superconducting qubits, ion-traps
and Rydberg atoms with star-type connectivity, significantly reducing the total
gate time required compared to previous proposals.
- Abstract（参考訳）: 選択された角度による部分空間の回転は、誤差補正や量子近似最適化アルゴリズム、変分量子固有解法、量子特異値変換などの量子アルゴリズムへの応用を含む基本的な量子計算演算である。
このような回転は通常、複数の制御された位相ゲートを介してハードウェアレベルで実装され、1ビットと2ビットのゲートに分解されると大きな回路深さにつながる。
ここでは, 位相量子ウォークによるそのような操作を実現するための高速で高精度な方法を提案し, 行列 $a$ が埋め込まれたハミルトン系の進化と, 円周量子ビットの 1 量子ビット $z$ 回転の列が交わる。
非ゼロの特異値を持つ$a$の左または右の特異ベクトルにまたがる部分空間は、アンシラの状態に応じて回転する。
この手法は、スター型接続を持つ超伝導量子ビット、イオントラップ、ライドバーグ原子に実装でき、以前の提案に比べてゲート全体の時間を大幅に削減できる。
関連論文リスト
- Distributed quantum logic algorithm [0.0]
本研究は、並列ゲート実行を可能にする補助量子ビットを導入して回路深さを低減する方法を検討する。
深さ$Oleft(M n2right)$,$M = M(n)$は、深さ$Oleft(log_2(M) n2right)$で操作する深さ$Oleft(M nright)$ qubitsの回路に変換可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-18T19:08:07Z) - Variational-quantum-eigensolver-inspired optimization for spin-chain work extraction [39.58317527488534]
量子源からのエネルギー抽出は、量子電池のような新しい量子デバイスを開発するための重要なタスクである。
量子源からエネルギーを完全に抽出する主な問題は、任意のユニタリ演算をシステム上で行うことができるという仮定である。
本稿では,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムにインスパイアされた抽出可能エネルギーの最適化手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-11T15:59:54Z) - Efficient parallelization of quantum basis state shift [0.0]
我々は、異なる方向のシフトを並列に組み込むことで、状態シフトアルゴリズムを最適化する。
これにより、現在知られている方法と比較して量子回路の深さが大幅に減少する。
1次元および周期的なシフトに注目するが、より複雑なケースに拡張できる点に留意する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-04T11:01:08Z) - Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent
and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。
我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-28T07:36:02Z) - Universal qudit gate synthesis for transmons [44.22241766275732]
超伝導量子プロセッサを設計する。
本稿では,2量子共振共振ゲートを備えたユニバーサルゲートセットを提案する。
ノイズの多い量子ハードウェアのための$rm SU(16)$ゲートの合成を数値的に実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-08T18:59:53Z) - Halving the cost of quantum multiplexed rotations [0.0]
我々は、$c$制御を持つ多重量子ゲートの$b$-bit近似に必要な$T$ゲートの数を改善する。
以上の結果から,2要素あるいはテンソルハイパーコントラクション表現の量子化に基づく最先端電子構造シミュレーションのコストを約半分に抑えることができた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-26T06:49:44Z) - Approaching the theoretical limit in quantum gate decomposition [0.0]
本稿では,CNOT$ゲート数を持つ1量子および2量子ビットの量子ゲートを用いて,一般量子プログラムを分解する新しい数値計算手法を提案する。
本手法は, 既設計量子回路における単一量子ビット回転ゲートに関するパラメータの逐次最適化に基づく。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-14T15:36:22Z) - Algebraic Compression of Quantum Circuits for Hamiltonian Evolution [52.77024349608834]
時間依存ハミルトニアンの下でのユニタリ進化は、量子ハードウェアにおけるシミュレーションの重要な構成要素である。
本稿では、トロッターステップを1ブロックの量子ゲートに圧縮するアルゴリズムを提案する。
この結果、ハミルトニアンのある種のクラスに対する固定深度時間進化がもたらされる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-06T19:38:01Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Computational advantage from quantum superposition of multiple temporal
orders of photonic gates [0.0]
制御量子システムは、ターゲット量子システムが$N$ゲート操作を行う順序をコヒーレントに決定することができる。
我々は、フォトニック偏光量子ビットに作用する$N=4$ゲートを持つ量子$N$スイッチを実験的に実証した。
これは、N=2$時間オーダー以上の量子重ね合わせの初めての観測である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-18T19:00:01Z) - Programming a quantum computer with quantum instructions [39.994876450026865]
我々は密度行列化プロトコルを用いて量子データ上で量子命令を実行する。
古典的に定義されたゲートの固定列は、補助量子命令状態に一意に依存する演算を実行する。
量子命令の利用により、コストのかかるトモグラフィー状態の再構築と再コンパイルの必要性がなくなる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-23T22:43:29Z)
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。