論文の概要: Quantum compiling with a variational instruction set for accurate and
fast quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.15574v4
- Date: Mon, 15 May 2023 15:01:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-17 01:33:27.263433
- Title: Quantum compiling with a variational instruction set for accurate and
fast quantum computing
- Title（参考訳）: 高精度・高速量子計算のための変分命令セットを用いた量子コンパイル
- Authors: Ying Lu, Peng-Fei Zhou, Shao-Ming Fei, Shi-Ju Ran
- Abstract要約: 量子コンピューティングの高速かつ高精度な量子変分命令セット(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。
量子ハードウェアにおける同じ要件により、QuVISの時間コストはQuMISの時間の半分以下に削減される。
- 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 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 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 is variationally achieved using the fine-grained
time optimization algorithm. Significant reductions in 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 a
standard QIS such as the quantum microinstruction set (QuMIS, formed by several
one- and two-qubit gates including one-qubit rotations and controlled-NOT
gates). With the same requirement on quantum hardware, the time cost for QuVIS
is reduced to less than one half of that for 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, QuVIS can be
defined for different quantum circuits and be adapted 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、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量子変分命令セット(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、誤差蓄積と時間コストの両方の大幅な削減が実証され、量子マイクロインストラクションセット(qumis、1量子ビット回転と制御なしゲートを含む複数の1量子ビットゲートで形成される)のような標準qisによるコンパイルと比較される。
量子ハードウェアにおける同じ要件により、QuVISの時間コストはQuMISの時間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。
高い柔軟性と効率性を持つ一般的なコンパイルアプローチとして、量子ビットは異なる量子回路で定義でき、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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