論文の概要: Suppressing ZZ Crosstalk of Quantum Computers through Pulse and
Scheduling Co-Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.07628v1
- Date: Tue, 15 Feb 2022 18:19:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-25 18:39:16.213271
- Title: Suppressing ZZ Crosstalk of Quantum Computers through Pulse and
Scheduling Co-Optimization
- Title(参考訳): パルスとスケジューリングによる量子コンピュータのZZクロストーク抑制
- Authors: Lei Xie, Jidong Zhai, Zhenxing Zhang, Jonathan Allcock, Shengyu Zhang,
Yi-Cong Zheng
- Abstract要約: ノイズは量子コンピューティングにとって重要な障害である。
ZZ$クロストークは超伝導量子ビットに影響を及ぼす最も破壊的なノイズの1つである。
パルスとスケジューリングの協調最適化によるスケーラブルな手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 26.653420535418363
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Noise is a significant obstacle to quantum computing, and $ZZ$ crosstalk is
one of the most destructive types of noise affecting superconducting qubits.
Previous approaches to suppressing $ZZ$ crosstalk have mainly relied on
specific chip design that can complicate chip fabrication and aggravate
decoherence. To some extent, special chip design can be avoided by relying on
pulse optimization to suppress $ZZ$ crosstalk. However, existing approaches are
non-scalable, as their required time and memory grow exponentially with the
number of qubits involved. To address the above problems, we propose a scalable
approach by co-optimizing pulses and scheduling. We optimize pulses to offer an
ability to suppress $ZZ$ crosstalk surrounding a gate, and then design
scheduling strategies to exploit this ability and achieve suppression across
the whole circuit. A main advantage of such co-optimization is that it does not
require special hardware support. Besides, we implement our approach as a
general framework that is compatible with different pulse optimization methods.
We have conducted extensive evaluations by simulation and on a real quantum
computer. Simulation results show that our proposal can improve the fidelity of
quantum computing on $4{\sim}12$ qubits by up to $81\times$ ($11\times$ on
average). Ramsey experiments on a real quantum computer also demonstrate that
our method can eliminate the effect of $ZZ$ crosstalk to a great extent.
- Abstract(参考訳): ノイズは量子コンピューティングの大きな障害であり、$zz$ crosstalkは超伝導量子ビットに影響を与える最も破壊的なノイズの1つである。
従来、ZZ$のクロストークを抑えるアプローチは主にチップ製造を複雑にし、デコヒーレンスを悪化させるチップ設計に依存していた。
特定のチップ設計は、パルス最適化を頼りに$ZZ$クロストークを抑えることで、ある程度避けることができる。
しかし、既存のアプローチは、必要時間とメモリが、関連するキュービットの数とともに指数関数的に増加するため、スケールできない。
上記の問題に対処するために,パルスの最適化とスケジューリングによるスケーラブルなアプローチを提案する。
我々はパルスを最適化し、ゲートを囲むクロストークを$ZZ$で抑制し、この能力を利用して回路全体の抑制を実現するスケジューリング戦略を設計する。
このような共同最適化の主な利点は、特別なハードウェアサポートを必要としないことである。
さらに,様々なパルス最適化手法と互換性のある汎用フレームワークとして実装する。
我々はシミュレーションおよび実量子コンピュータ上で広範囲な評価を行った。
シミュレーションの結果,提案手法は,最大811\times$ (平均11\times$) の量子コンピュータの信頼性を向上させることができることがわかった。
実量子コンピュータにおけるラムゼイ実験は、我々の手法がクロストークの$ZZ$の効果を極端に排除できることを示した。
関連論文リスト
- Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。
我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-17T18:59:38Z) - Optimized Noise Suppression for Quantum Circuits [0.46040036610482665]
現在の量子計算ハードウェアはノイズに悩まされており、誤り訂正には小さすぎる。
ここでは、クロストークノイズを効率よく特徴づけ、緩和する。これは、例えば、クロス共鳴ベースの超伝導量子プロセッサにおける重大エラー源である。
キャラクタリゼーション後、ノイズ対応量子ビットルーティングアルゴリズムにより量子回路のノイズを緩和する。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-12T07:34:59Z) - A Compilation Scheme for Suppressing Crosstalk and Decoherence in
Superconducting Quantum Chips with Tunable Coupling and Tunable Qubits [3.296759736246393]
量子コンピューティングにおけるクロストーク緩和とデコヒーレンス抑制のための最適化された量子ビットマッピングとゲートスケジューリング手法を提案する。
本手法は,アディベートゲート系と可変カプラ系,可変キュービット系の両方でクロストークを遮断できるパルス補償法に基づく。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-11-30T00:31:03Z) - Optimizing quantum gates towards the scale of logical qubits [78.55133994211627]
量子ゲート理論の基本的な前提は、量子ゲートはフォールトトレランスの誤差閾値を超えることなく、大きなプロセッサにスケールできるということである。
ここでは、このような問題を克服できる戦略について報告する。
我々は、68個の周波数可変ビットの周波数軌跡をコレオグラフィーして、超伝導エラー中に単一量子ビットを実行することを示した。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-04T13:39:46Z) - Calibrating the Classical Hardness of the Quantum Approximate
Optimization Algorithm [0.0]
スケールのためのトレーディング忠実さは、近似古典的シミュレーターが正確な方法を超える量子回路を走らせることを可能にする。
最小化を目指すコスト関数の期待値を用いて、量子近似最適化アルゴリズムの忠実度を特徴付ける。
現実的な設定で量子ハードウェアの性能をベンチマークする。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-13T17:45:59Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-03T17:49:09Z) - Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings [62.72309460291971]
マルチバスグラフ複雑性と非線形活性化関数の2つの革新の恩恵を受ける新しい変分量子アルゴリズムを導入する。
その結果,最適化性能が向上し,有効景観が2つ向上し,測定の進歩が減少した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-24T20:16:02Z) - Space-efficient binary optimization for variational computing [68.8204255655161]
本研究では,トラベリングセールスマン問題に必要なキュービット数を大幅に削減できることを示す。
また、量子ビット効率と回路深さ効率のモデルを円滑に補間する符号化方式を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-15T18:17:27Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-15T15:10:50Z) - Compilation of Fault-Tolerant Quantum Heuristics for Combinatorial
Optimization [0.14755786263360526]
最小限のフォールトトレラント量子コンピュータで試すのに、最適化のための量子アルゴリズムが最も実用的であるかを探る。
この結果から,2次高速化のみを実現する量子最適化が,古典的アルゴリズムよりも有利であるという考えが否定される。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-14T22:54:04Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。