論文の概要: Quantum circuit compilation and hybrid computation using Pauli-based computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.01789v1
• Date: Thu, 3 Mar 2022 16:01:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 05:44:34.761941
• Title: Quantum circuit compilation and hybrid computation using Pauli-based computation
• Title（参考訳）: パウリ計算を用いた量子回路のコンパイルとハイブリッド計算
• Authors: F.C.R. Peres and Ernesto F. Galv\~ao
• Abstract要約: パウリベースの計算(PBC)は、パウリ可観測物の適応的に選択された非破壊的な測定シーケンスによって駆動される。 本稿では,PBCを適応量子回路として実装する方法を提案する。
• 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: Pauli-based computation (PBC) is driven by a sequence of adaptively chosen, non-destructive measurements of Pauli observables. Any quantum circuit written in terms of the Clifford+$T$ gate set and having $t$ $T$ gates can be compiled into a PBC on $t$ qubits. Here we propose practical ways of implementing PBC as adaptive quantum circuits, and provide code to do the required classical side-processing. Our first scheme reduces the number of quantum gates to $O(t^2)$ (from a previous $O(t^3 / \log t)$ scaling) at the cost of one extra auxiliary qubit, with a possible reduction of the depth to $O(t \log t$), at the cost of $t$ additional auxiliary qubits (second scheme). We compile examples of random and hidden-shift quantum circuits into adaptive PBC circuits. We also simulate hybrid quantum computation, where a classical computer effectively extends the working memory of a small quantum computer by $k$ virtual qubits, at a cost exponential in $k$. Our results demonstrate the practical advantage of PBC techniques for circuit compilation and hybrid computation.
• Abstract（参考訳）: パウリベースの計算(PBC)は、パウリ可観測物の適応的に選択された非破壊的な測定シーケンスによって駆動される。 clifford+$t$ゲートセットで書かれ、$t$$$$t$ゲートを持つ量子回路は、$t$ qubitsでpbcにコンパイルできる。 本稿では、適応量子回路としてpbcを実装する実践的な方法を提案し、必要な古典的副処理を行うコードを提供する。 最初のスキームでは、量子ゲートの数を1つの追加の補助キュービットのコストで(以前の$o(t^3 / \log t)$ scalingから)$o(t^2)$に減らし、深さを$o(t \log t$)に減らし、追加の補助キュービットを$t$に追加する(第2のスキーム)。 ランダムおよび隠れシフト量子回路の例を適応PBC回路にコンパイルする。 また、従来のコンピュータは、量子量子コンピュータの動作メモリを$k$仮想量子ビットで効果的に拡張し、コスト指数$k$で計算するハイブリッド量子計算をシミュレートする。 回路コンパイルとハイブリッド計算におけるPBC手法の実用的利点を実証した。

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