論文の概要: Scalable algorithm simplification using quantum AND logic

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.14922v1
• Date: Thu, 30 Dec 2021 04:25:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-02 21:24:36.048863
• Title: Scalable algorithm simplification using quantum AND logic
• Title（参考訳）: 量子と論理を用いたスケーラブルアルゴリズムの単純化
• Authors: Ji Chu, Xiaoyu He, Yuxuan Zhou, Jiahao Yuan, Libo Zhang, Qihao Guo, Yongju Hai, Zhikun Han, Chang-Kang Hu, Wenhui Huang, Hao Jia, Dawei Jiao, Yang Liu, Zhongchu Ni, Xianchuang Pan, Jiawei Qiu, Weiwei Wei, Zusheng Yang, Jiajian Zhang, Zhida Zhang, Wanjing Zou, Yuanzhen Chen, Xiaowei Deng, Xiuhao Deng, Ling Hu, Jian Li, Dian Tan, Yuan Xu, Tongxing Yan, Xiaoming Sun, Fei Yan, and Dapeng Yu
• Abstract要約: 我々は、コストを削減し、キー量子回路の実行を可能にする AND 論理の量子バージョンを実装している。 高温超伝導量子プロセッサにおいて,最大8キュービットの高密度一般化トフォリゲートとGroverの探索アルゴリズムを64エントリの探索空間で低深度合成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.750481652943005
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Implementing quantum algorithms on realistic hardware requires translating high-level global operations into sequences of native elementary gates, a process known as quantum compiling. Physical limitations, such as constraints in connectivity and gate alphabets, often result in unacceptable implementation costs. To enable successful near-term applications, it is crucial to optimize compilation by exploiting the potential capabilities of existing hardware. Here, we implement a resource-efficient construction for a quantum version of AND logic that can reduce the cost, enabling the execution of key quantum circuits. On a high-scalability superconducting quantum processor, we demonstrate low-depth synthesis of high-fidelity generalized Toffoli gates with up to 8 qubits and Grover's search algorithm in a search space of up to 64 entries; both are the largest such implementations in scale to date. Our experimental demonstration illustrates a scalable implementation of simplifying quantum algorithms, paving the way for larger, more meaningful quantum applications on noisy devices.
• Abstract（参考訳）: 現実的なハードウェア上で量子アルゴリズムを実装するには、高レベルのグローバルな操作をネイティブな基本ゲートのシーケンスに変換する必要がある。 接続性やゲートアルファベットの制約のような物理的制限は、しばしば許容できない実装コストをもたらす。 短期的アプリケーションを成功させるためには、既存のハードウェアの潜在的な能力を活用してコンパイルを最適化することが不可欠である。 本稿では,鍵量子回路の実行を可能にするため,コスト削減が可能なand論理のリソース効率の高い構成を実装した。 高速超伝導量子プロセッサ上では,最大8量子ビットの高忠実度一般化 toffoli ゲートと最大64エントリの探索空間におけるgrover 探索アルゴリズムの低精細な合成を実証する。 量子アルゴリズムを単純化するスケーラブルな実装を実証し,ノイズの多いデバイス上でより大規模で有意義な量子アプリケーションを実現する方法を示した。

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