論文の概要: Improving Quantum Simulation Efficiency of Final State Radiation with
Dynamic Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.10018v2
- Date: Sat, 24 Jun 2023 01:44:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-28 01:28:00.375152
- Title: Improving Quantum Simulation Efficiency of Final State Radiation with
Dynamic Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 動的量子回路を用いた最終状態放射の量子シミュレーション効率の向上
- Authors: Plato Deliyannis, James Sud, Diana Chamaki, Zo\"e Webb-Mack, Christian
W. Bauer, Benjamin Nachman
- Abstract要約: 我々は、QPSアルゴリズムのスケーリングを改善するために、動的量子コンピューティングと呼ばれる新しい量子ハードウェア機能を活用している。
量子パートンシャワー回路を改良し、古典情報に基づく中周期キュービット計測、リセット、量子演算を取り入れた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3375143521862154
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Reference arXiv:1904.03196 recently introduced an algorithm (QPS) for
simulating parton showers with intermediate flavor states using polynomial
resources on a digital quantum computer. We make use of a new quantum hardware
capability called dynamical quantum computing to improve the scaling of this
algorithm to significantly improve the method precision. In particular, we
modify the quantum parton shower circuit to incorporate mid-circuit qubit
measurements, resets, and quantum operations conditioned on classical
information. This reduces the computational depth from
$\mathcal{O}(N^5\log_2(N)^2)$ to $\mathcal{O}(N^3\log_2(N)^2)$ and the qubit
requirements are reduced from $\mathcal{O}(N\log_2(N))$ to $\mathcal{O}(N)$.
Using "matrix product state" statevector simulators, we demonstrate that the
improved algorithm yields expected results for 2, 3, 4, and 5-steps of the
algorithm. We compare absolute costs with the original QPS algorithm, and show
that dynamical quantum computing can significantly reduce costs in the class of
digital quantum algorithms representing quantum walks (which includes the QPS).
- Abstract（参考訳）: 参照 arxiv:1904.03196 は、デジタル量子コンピュータ上で多項式リソースを用いてパルトンシャワーと中間フレーバー状態をシミュレートするアルゴリズム (qps) を導入した。
我々は、動的量子コンピューティングと呼ばれる新しい量子ハードウェア機能を活用し、このアルゴリズムのスケーリングを改善し、メソッドの精度を大幅に向上させる。
特に、量子パートンシャワー回路を、古典情報に基づく中循環量子ビットの測定、リセット、量子演算を組み込むように修正した。
これにより、計算深度は$\mathcal{O}(N^5\log_2(N)^2)$から$\mathcal{O}(N^3\log_2(N)^2)$に減少し、キュービット要求は$\mathcal{O}(N\log_2(N))$から$\mathcal{O}(N)$に減少する。
行列積状態」状態ベクトルシミュレータを用いて,改良されたアルゴリズムが2, 3, 4, 5ステップの予測結果を得ることを示した。
絶対コストを元のQPSアルゴリズムと比較し、量子ウォーク(QPSを含む)を表すデジタル量子アルゴリズムのクラスにおいて、動的量子コンピューティングがコストを大幅に削減できることを示す。
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