論文の概要: Circuit connectivity boosts by quantum-classical-quantum interfaces

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.04984v1
• Date: Wed, 9 Mar 2022 19:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 19:27:22.848204
• Title: Circuit connectivity boosts by quantum-classical-quantum interfaces
• Title（参考訳）: 量子古典量子インタフェースによる回路接続促進
• Authors: Roeland Wiersema, Leonardo Guerini, Juan Felipe Carrasquilla, Leandro Aolita
• Abstract要約: 高接続回路は、現在の量子ハードウェアの主要な障害である。 本稿では,スワップゲートはしごを使わずにそのような回路をシミュレートする古典量子ハイブリッドアルゴリズムを提案する。 より遠い2つの量子ビットに対するベル状態回路の有効性を数値的に示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4194295877935867
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-connectivity circuits are a major roadblock for current quantum hardware. We propose a hybrid classical-quantum algorithm to simulate such circuits without swap-gate ladders. As main technical tool, we introduce quantum-classical-quantum interfaces. These replace an experimentally problematic gate (e.g. a long-range one) by single-qubit random measurements followed by state-preparations sampled according to a classical quasi-probability simulation of the noiseless gate. Each interface introduces a multiplicative statistical overhead which is remarkably independent of the on-chip qubit distance. Hence, by applying interfaces to the longest range gates in a target circuit, significant reductions in circuit depth and gate infidelity can be attained. We numerically show the efficacy of our method for a Bell-state circuit for two increasingly distant qubits and a variational ground-state solver for the transverse-field Ising model on a ring. Our findings provide a versatile toolbox for error-mitigation and circuit boosts tailored for noisy, intermediate-scale quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 高接続回路は、現在の量子ハードウェアの主要な障害である。 本稿では,スワップゲートはしごを使わずにそのような回路をシミュレートする古典量子ハイブリッドアルゴリズムを提案する。 主要な技術ツールとして量子古典量子インタフェースを導入する。 これらは実験的に問題のあるゲート(例えば長距離ゲート)を1量子ランダム測定で置き換え、続いてノイズのないゲートの古典的準確率シミュレーションによってサンプリングされた状態準備に置き換える。 各インタフェースは、オンチップのキュービット距離とは著しく独立な乗算的統計オーバーヘッドを導入する。 これにより、ターゲット回路の最長範囲ゲートにインタフェースを適用することにより、回路深度とゲート不忠実度を大幅に低減することができる。 本手法は,リング上の横場イジングモデルに対して,より遠く離れた2つの量子ビットに対するベル状態回路と変分基底状態解法の有効性を数値的に示す。 提案手法は,ノイズの多い中間スケールの量子計算に適した回路強化とエラー軽減のための汎用ツールボックスを提供する。

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