論文の概要: How Parallel Circuit Execution Can Be Useful for NISQ Computing?
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.00387v1
- Date: Wed, 1 Dec 2021 10:12:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 04:50:57.070057
- Title: How Parallel Circuit Execution Can Be Useful for NISQ Computing?
- Title（参考訳）: NISQコンピューティングに並列回路の実行はどのように役立つか?
- Authors: Siyuan Niu, Aida Todri-Sanial
- Abstract要約: 量子コンピューティングは、短期間にノイズ中間スケール量子(NISQ)ハードウェア上で実行される。
NISQデバイス上の不可避ノイズ量子演算のため、小さな回路のみが確実に量子マシン上で実行される。
ハードウェア上で複数のプログラムを同時に実行する並列回路実行手法が提案されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing is performed on Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ)
hardware in the short term. Only small circuits can be executed reliably on a
quantum machine due to the unavoidable noisy quantum operations on NISQ
devices, leading to the under-utilization of hardware resources. With the
growing demand to access quantum hardware, how to utilize it more efficiently
while maintaining output fidelity is becoming a timely issue. A parallel
circuit execution technique has been proposed to address this problem by
executing multiple programs on hardware simultaneously. It can improve the
hardware throughput and reduce the overall runtime. However, accumulative
noises such as crosstalk can decrease the output fidelity in parallel workload
execution. In this paper, we first give an in-depth overview of stateof-the-art
parallel circuit execution methods. Second, we propose a Quantum
Crosstalk-aware Parallel workload execution method (QuCP) without the overhead
of crosstalk characterization. Third, we investigate the trade-off between
hardware throughput and fidelity loss to explore the hardware limitation with
parallel circuit execution. Finally, we apply parallel circuit execution to VQE
and zero-noise extrapolation error mitigation method to showcase its various
applications on advancing NISQ computing.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、短期間にノイズ中間スケール量子(NISQ)ハードウェア上で実行される。
NISQデバイス上の不可避ノイズ量子演算のため、小さな回路のみが量子マシン上で確実に実行できるため、ハードウェアリソースの未使用化につながる。
量子ハードウェアへのアクセスの需要が高まる中、出力忠実性を維持しながらそれを効率的に利用する方法がタイムリーな問題になりつつある。
ハードウェア上で複数のプログラムを同時に実行する並列回路実行手法が提案されている。
ハードウェアのスループットを改善し、ランタイム全体を削減できる。
しかし、crosstalkのような累積ノイズは、並列ワークロード実行における出力忠実度を低下させる可能性がある。
本稿では,まず,最先端並列回路実行方式の概要について述べる。
次に,クロストーク特性のオーバーヘッドを伴わないQuantum Crosstalk-aware Parallel Workload execution(QuCP)を提案する。
第3に,ハードウェアスループットとフィデリティロスのトレードオフを調査し,並列回路実行によるハードウェア制限について検討する。
最後に、並列回路実行をvqeおよびゼロノイズ補間誤差軽減法に適用し、nisqコンピューティングの進展に関する様々な応用例を示す。
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