論文の概要: Quantum compiling with variational instruction set for accurate and fast
quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.15574v3
- Date: Wed, 26 Apr 2023 07:50:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-27 18:46:09.941109
- Title: Quantum compiling with variational instruction set for accurate and fast
quantum computing
- Title（参考訳）: 高精度かつ高速な量子コンピューティングのための変分命令セットによる量子コンパイル
- Authors: Ying Lu, Peng-Fei Zhou, Shao-Ming Fei, Shi-Ju Ran
- Abstract要約: 量子命令セット(QIS)における量子ゲートの積に量子回路をコンパイルすることは、量子コンピューティングの基本的なステップである。
量子コンピューティングの高速かつ高精度なマルチキュービットゲートを柔軟に設計したRquantum variational instruction set (QuVIS)を提案する。
- 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: The quantum instruction set (QIS) is defined as the quantum gates that are
physically realizable by controlling the qubits in a quantum hardware.
Compiling quantum circuits into the product of the gates in a properly-defined
QIS is a fundamental step in quantum computing. We here propose the \R{quantum
variational instruction set (QuVIS)} formed by flexibly-designed multi-qubit
gates for higher speed and accuracy of quantum computing. The controlling of
qubits for realizing the gates in a QuVIS are variationally achieved using the
fine-grained time optimization algorithm. Significant reductions on both the
error accumulation and time cost are demonstrated in realizing the swaps of
multiple qubits and quantum Fourier transformations, compared with the
compiling by the standard QIS such as \RR{the quantum microinstruction set}
(QuMIS, formed by several one- and two-qubit gates including the one-qubit
rotations and controlled-NOT gate). With the same requirement on quantum
hardware, the time cost by \R{QuVIS} is reduced to be less than one half of
that by QuMIS. Simultaneously, the error is suppressed algebraically as the
depth of the compiled circuit is reduced. As a general compiling approach with
high flexibility and efficiency, \R{QuVIS} can be defined for different quantum
circuits and adapt to the quantum hardware with different interactions.
- Abstract（参考訳）: 量子命令セット(qis)は量子ハードウェア内の量子ビットを制御することで物理的に実現可能な量子ゲートとして定義される。
適切に定義されたQISでゲートの積に量子回路をコンパイルすることは、量子コンピューティングの基本的なステップである。
本稿では,フレキシブルに設計した多量子ビットゲートによる量子計算の高速化と精度向上を目的とした \r{quantum variational instruction set (quvis) を提案する。
QuVISにおけるゲートを実現するためのキュービットの制御は、微細な時間最適化アルゴリズムを用いて変動的に達成される。
複数の量子ビットと量子フーリエ変換のスワップを実現する際に、エラー蓄積と時間コストの両方の大幅な削減が証明され、標準的な qis による計算である \rr{the quantum microinstruction set} (1量子ビット回転と制御なしゲートを含む複数の1量子ビットゲートによって形成されるqumi) と比較される。
量子ハードウェアに関しても同じ要件があるため、 \R{QuVIS} による時間コストは QuMIS によってその半分以下に削減される。
同時に、コンパイル回路の深さが小さくなるにつれて、エラーを代数的に抑制する。
高柔軟性と効率の一般的なコンパイル手法として、R{QuVIS} は異なる量子回路に対して定義され、異なる相互作用を持つ量子ハードウェアに適応することができる。
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