論文の概要: Quantum state preparation by adiabatic evolution with customized gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.12207v1
- Date: Wed, 24 Nov 2021 00:28:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 00:13:24.669208
- Title: Quantum state preparation by adiabatic evolution with customized gates
- Title（参考訳）: カスタマイズゲートを用いた断熱進化による量子状態形成
- Authors: E. A. Coello Perez, J. Bonitati, D. Lee, S. Quaglioni, and K. A. Wendt
- Abstract要約: 断熱的進化による量子状態の準備は、基礎となる量子回路の長い実装時間によって効果が低下する。
カスタマイズされた2ビットゲートで実装された2スピンシステムの進化をデバイスレベルでシミュレーションする。
しかし,最小限のカスタマイズゲートを用いて実装時間を短縮すると,少なくとも4倍の精度で忠実度が低下した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1505370920553709
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum state preparation by adiabatic evolution is currently rendered
ineffective by the long implementation times of the underlying quantum
circuits, comparable to the decoherence time of present and near-term quantum
devices. These implementation times can be significantly reduced by realizing
the evolution with a minimal number of customized gates. Employing a realistic
model of a two-qubit processor, we carried out classical device-level
simulations of the adiabatic evolution of a two-spin system implemented with
customized two-qubit gates. These device-level simulations were compared with
(experimental) ones solving the same problem on IBMQ systems. When used to
emulate the IBMQ quantum circuit, our device-level simulations reached state
fidelities ranging from 65% to 85%, similar to the actual performance of a
diverse set of IBMQ devices.When we reduced the implementation time by using a
minimal number of customized gates, however, the loss of fidelity was reduced
by at least a factor of four, allowing us to accurately extract the energy of
the target state. This improvement is enough to render adiabatic evolution
useful for quantum state preparation for small systems or as a preconditioner
for other state preparation methods.
- Abstract（参考訳）: 断熱的進化による量子状態形成は、現在および近い将来の量子デバイスのデコヒーレンス時間に匹敵する基礎となる量子回路の長い実装時間によって、現在有効ではない。
これらの実装時間は、最小限のカスタマイズゲートで進化を実現することで大幅に削減できる。
2ビットプロセッサの現実的なモデルを用いて、カスタマイズされた2ビットゲートで実装された2スピンシステムの断熱進化の古典的なデバイスレベルシミュレーションを行った。
これらのデバイスレベルのシミュレーションは、IBMQシステムで同じ問題を解決する(実験的な)シミュレーションと比較された。
IBMQの量子回路をエミュレートする際、我々のデバイスレベルのシミュレーションは、様々なIBMQデバイスの実際の性能と同様の65%から85%の範囲の状態忠実度に達し、最小限のカスタマイズゲートを用いて実装時間を短縮するが、フィデリティの損失は少なくとも4倍に減少し、ターゲット状態のエネルギーを正確に抽出できる。
この改良は、小さなシステムのための量子状態準備や、他の状態準備方法のプレコンディショナーとして有用なアディバティック進化を示すのに十分である。
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