論文の概要: Efficient realization of quantum primitives for Shor's algorithm using PennyLane library

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.05426v2
• Date: Fri, 15 Jul 2022 14:43:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-01 04:41:31.936929
• Title: Efficient realization of quantum primitives for Shor's algorithm using PennyLane library
• Title（参考訳）: PennyLaneライブラリを用いたShorアルゴリズムのための量子プリミティブの効率的な実現
• Authors: A.V. Antipov, E.O. Kiktenko, A.K. Fedorov
• Abstract要約: Packageには、PennyLaneライブラリを使った様々な量子ゲートとよく知られた量子アルゴリズムの実装が含まれている。 分解は、閉じ込められたイオン量子コンピュータのネイティブ操作レベルにおいて、Shorのアルゴリズムの実行に必要なリソースを分析するために使用される。
• 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: Efficient realization of quantum algorithms is among main challenges on the way towards practical quantum computing. Various libraries and frameworks for quantum software engineering have been developed. Here we present a software package containing implementations of various quantum gates and well-known quantum algorithms using PennyLane library. Additoinally, we used a simplified technique for decomposition of algorithms into a set of gates which are native for trapped-ion quantum processor and realized this technique using PennyLane library. The decomposition is used to analyze resources required for an execution of Shor's algorithm on the level of native operations of trapped-ion quantum computer. Our original contribution is the derivation of coefficients needed for implementation of the decomposition. Templates within the package include all required elements from the quantum part of Shor's algorithm, specifically, efficient modular exponentiation and quantum Fourier transform that can be realized for an arbitrary number of qubits specified by a user. All the qubit operations are decomposed into elementary gates realized in PennyLane library. Templates from the developed package can be used as qubit-operations when defining a QNode.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの効率的な実現は、実用的な量子コンピューティングへの道のりの主要な課題である。 量子ソフトウェア工学のための様々なライブラリやフレームワークが開発されている。 本稿ではPennyLaneライブラリを用いた様々な量子ゲートとよく知られた量子アルゴリズムの実装を含むソフトウェアパッケージを提案する。 さらに,トラップイオン量子プロセッサに固有なゲート群にアルゴリズムを分解する簡易な手法を用いて,pennylaneライブラリを用いてこの手法を実現する。 この分解は、閉じ込められたイオン量子コンピュータのネイティブ操作レベルにおいて、ショアのアルゴリズムの実行に必要なリソースを分析するために使用される。 我々のオリジナルの貢献は分解の実装に必要な係数の導出である。 パッケージ内のテンプレートには、shorのアルゴリズムの量子部分からの必要な要素、特にユーザが指定した任意の数の量子ビットに対して実現可能な効率的なモジュラー指数と量子フーリエ変換が含まれる。 すべてのキュービット操作はpennylaneライブラリで実現された基本ゲートに分解される。 開発パッケージからのテンプレートはQNodeを定義する際にqubit-operationとして使用できる。

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