論文の概要: A Structured Method for Compilation of QAOA Circuits in Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.06143v4
• Date: Wed, 20 Jul 2022 00:56:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 18:47:32.774327
• Title: A Structured Method for Compilation of QAOA Circuits in Quantum Computing
• Title（参考訳）: 量子コンピューティングにおけるQAOA回路の一構成法
• Authors: Yuwei Jin, Jason Luo, Lucent Fong, Yanhao Chen, Ari B. Hayes, Chi Zhang, Fei Hua, Eddy Z. Zhang
• Abstract要約: 2ビットゲートを並べ替える柔軟性により、コンパイラ最適化により、より深い深さ、ゲート数、忠実度で回路を生成することができる。 多次元量子アーキテクチャ上の任意のコンパイルQAOA回路に対して線形深さを保証する構造的手法を提案する。 全体として、最大1024キュービットの回路を10秒でコンパイルでき、深さ3.8倍のスピードアップ、ゲート数17%の削減、回路ESPの18倍の改善が可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.560410979877026
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum Approximation Optimization Algorithm (QAOA) is a highly advocated variational algorithm for solving the combinatorial optimization problem. One critical feature in the quantum circuit of QAOA algorithm is that it consists of two-qubit operators that commute. The flexibility in reordering the two-qubit gates allows compiler optimizations to generate circuits with better depths, gate count, and fidelity. However, it also imposes significant challenges due to additional freedom exposed in the compilation. Prior studies lack the following: (1) Performance guarantee, (2) Scalability, and (3) Awareness of regularity in scalable hardware. We propose a structured method that ensures linear depth for any compiled QAOA circuit on multi-dimensional quantum architectures. We also demonstrate how our method runs on Google Sycamore and IBM Non-linear architectures in a scalable manner and in linear time. Overall, we can compile a circuit with up to 1024 qubits in 10 seconds with a 3.8X speedup in depth, 17% reduction in gate count, and 18X improvement for circuit ESP.
• Abstract（参考訳）: 量子近似最適化アルゴリズム(Quantum Approximation Optimization Algorithm, QAOA)は、組合せ最適化問題の解法である。 QAOAアルゴリズムの量子回路における重要な特徴の1つは、通勤する2量子ビット演算子からなることである。 2ビットゲートを並べ替える柔軟性により、コンパイラ最適化により、より深い深さ、ゲート数、忠実度で回路を生成することができる。 しかし、これはまた、コンパイルで露呈される追加の自由のために重大な課題を課す。 以前の研究では、(1)性能保証、(2)スケーラビリティ、(3)スケーラブルなハードウェアにおける規則性の認識が欠けている。 多次元量子アーキテクチャ上の任意のコンパイルQAOA回路に対して線形深さを保証する構造的手法を提案する。 また、我々の手法がGoogle SycamoreやIBM Non-linearアーキテクチャ上で、スケーラブルかつ線形時間でどのように動作するかを実証する。 全体として、最大1024キュービットの回路を10秒でコンパイルでき、深さ3.8倍のスピードアップ、ゲート数17%の削減、回路ESPの18倍の改善が可能である。

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