論文の概要: Circuit encapsulation for efficient quantum computing based on controlled many-body dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.15574v1
• Date: Tue, 29 Mar 2022 13:53:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-03-30 17:06:11.219065
• Title: Circuit encapsulation for efficient quantum computing based on controlled many-body dynamics
• Title（参考訳）: 制御多体ダイナミクスに基づく効率的な量子コンピューティングのための回路カプセル化
• Authors: Ying Lu, Peng-Fei Zhou, Shao-Ming Fei, Shi-Ju Ran
• Abstract要約: 相互作用するスピンシステムの時間進化を制御することは、量子コンピューティングを実装するための重要なアプローチである。 量子回路カプセル化(QCE)を提案する。 QCEは、回路を物理的に実行可能な形式に変換する代替のコンパイルスキームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0131895986034314
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Controlling the time evolution of interacting spin systems is an important approach of implementing quantum computing. Different from the approaches by compiling the circuits into the product of multiple elementary gates, we here propose the quantum circuit encapsulation (QCE), where we encapsulate the circuits into different parts, and optimize the magnetic fields to realize the unitary transformation of each part by the time evolution. The QCE is demonstrated to possess well-controlled error and time cost, which avoids the error accumulations by aiming at finding the shortest path directly to the target unitary. We test four different encapsulation ways to realize the multi-qubit quantum Fourier transformations by controlling the time evolution of the quantum Ising chain. The scaling behaviors of the time costs and errors against the number of two-qubit controlled gates are demonstrated. The QCE provides an alternative compiling scheme that translates the circuits into a physically-executable form based on the quantum many-body dynamics, where the key issue becomes the encapsulation way to balance between the efficiency and flexibility.
• Abstract（参考訳）: 相互作用するスピンシステムの時間進化を制御することは、量子コンピューティングを実装する重要なアプローチである。 本稿では、回路を複数の基本ゲートの積にコンパイルする手法と異なり、回路を異なる部品にカプセル化する量子回路カプセル化(qce)を提案し、時間発展によって各部品のユニタリ変換を実現するために磁場を最適化する。 qceは、目標ユニタリへの最短経路を見つけることでエラーの蓄積を回避し、適切に制御されたエラーと時間コストを持つことが示されている。 我々は,量子イジングチェーンの時間発展を制御し,マルチ量子ビット量子フーリエ変換を実現するために4つの異なるカプセル化手法をテストした。 2ビット制御ゲート数に対する時間コストと誤差のスケーリング挙動を実証した。 QCEは、回路を量子多体ダイナミクスに基づいて物理的に実行可能な形式に変換する代替のコンパイルスキームを提供する。

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