論文の概要: Hardware-Tailored Diagonalization Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.03646v2
- Date: Tue, 30 Aug 2022 16:13:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 21:54:00.033550
- Title: Hardware-Tailored Diagonalization Circuits
- Title（参考訳）: ハードウェア式対角回路
- Authors: Daniel Miller, Laurin E. Fischer, Igor O. Sokolov, Panagiotis Kl.
Barkoutsos, Ivano Tavernelli
- Abstract要約: 多くの量子アルゴリズムの中央構造ブロックは、パウリ作用素の対角化である。
本稿では,ハードウェア指向の対角化回路を構築するための理論的枠組みを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9187159782788579
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A central building block of many quantum algorithms is the diagonalization of
Pauli operators. Although it is always possible to construct a quantum circuit
that simultaneously diagonalizes a given set of commuting Pauli operators, only
resource-efficient circuits are reliably executable on near-term quantum
computers. Generic diagonalization circuits can lead to an unaffordable
Swap-gate overhead on quantum devices with limited hardware connectivity. A
common alternative is excluding two-qubit gates, however, this comes at the
cost of restricting the class of diagonalizable sets of Pauli operators to
tensor product bases (TPBs). In this letter, we introduce a theoretical
framework for constructing hardware-tailored (HT) diagonalization circuits. We
apply our framework to group the Pauli operators occurring in the decomposition
of a given Hamiltonian into jointly-HT-diagonalizable sets. We investigate
several classes of popular Hamiltonians and observe that our approach requires
a smaller number of measurements than conventional TPB approaches. Finally, we
experimentally demonstrate the practical applicability of our technique, which
showcases the great potential of our circuits for near-term quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 多くの量子アルゴリズムの中央構造ブロックは、パウリ作用素の対角化である。
与えられた可換ポーリ演算子のセットを同時に対角化する量子回路を構築することは常に可能であるが、リソース効率の良い回路のみが、短期の量子コンピュータ上で確実に実行可能である。
一般的な対角化回路は、ハードウェア接続が制限された量子デバイスのスワップゲートオーバーヘッドに繋がる可能性がある。
一般的な選択肢は2量子ゲートを除くことであるが、これはパウリ作用素の対角化可能な集合のクラスをテンソル積基底(TPB)に制限するコストがかかる。
本稿では,ハードウェア対応(ht)対角化回路を構築するための理論的枠組みを提案する。
我々は、与えられたハミルトニアンの分解で生じるパウリ作用素を合同 HT-対角化可能集合にグループ化する枠組みを適用する。
人気のあるハミルトニアンのクラスをいくつか調査し、従来のtpbアプローチよりも少ない数の計測が必要であることを確かめた。
最後に,本手法の実用性について実験的に検証し,短期量子コンピューティングにおける回路の可能性を示す。
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