論文の概要: Thermodynamic optimization of quantum algorithms: On-the-go erasure of qubit registers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.04402v2
• Date: Wed, 21 Dec 2022 20:06:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-05 03:03:43.064661
• Title: Thermodynamic optimization of quantum algorithms: On-the-go erasure of qubit registers
• Title（参考訳）: 量子アルゴリズムの熱力学最適化:量子ビットレジスタのオンザゴー消去
• Authors: Florian Meier and L\'idia del Rio
• Abstract要約: 与えられたアルゴリズムに不要な量子レジスタの「オンザゴー消去」。 補助量子ビットの凍結は計算の並列化を促進する。 アベリアの隠れ部分群問題を解くアルゴリズムのクラスについては、現在進行中の消去プロトコルが最適である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5229257192293197
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We consider two bottlenecks in quantum computing: limited memory size and noise caused by heat dissipation. Trying to optimize both, we investigate "on-the-go erasure" of quantum registers that are no longer needed for a given algorithm: freeing up auxiliary qubits as they stop being useful would facilitate the parallelization of computations. We study the minimal thermodynamic cost of erasure in these scenarios, applying results on the Landauer erasure of entangled quantum registers. For the class of algorithms solving the Abelian hidden subgroup problem, we find optimal on-the-go erasure protocols. We conclude that there is a trade-off: if we have enough partial information about a problem to build efficient on-the-go erasure, we can use it to instead simplify the algorithm, so that fewer qubits are needed to run the computation in the first place. We provide explicit protocols for these two approaches.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングにおける2つのボトルネックを考える: メモリサイズと熱散逸に起因するノイズの制限。 両方を最適化しようとすると、与えられたアルゴリズムに不要な量子レジスタの「on-the-go消去」を調査する。 本研究では,これらのシナリオにおける消去の最小熱力学的コストについて検討し,量子レジスタのランダウアー消去結果に適用する。 アベリアの隠れ部分群問題を解くアルゴリズムのクラスでは、最適な消去プロトコルが見つかる。 効率的なオン・ザ・ゴーの消去を構築するための問題に関する十分な部分情報があれば、その代わりにアルゴリズムを単純化するために使うことができるので、そもそも計算を実行するのにキュービットがより少なくなります。 これら2つのアプローチに明確なプロトコルを提供します。

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