論文の概要: Adaptive Compilation of Multi-Level Quantum Operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.03842v1
• Date: Wed, 8 Jun 2022 12:35:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-10 04:08:34.157156
• Title: Adaptive Compilation of Multi-Level Quantum Operations
• Title（参考訳）: マルチレベル量子演算の適応コンパイル
• Authors: Kevin Mato, Martin Ringbauer, Stefan Hillmich, and Robert Wille
• Abstract要約: 量子コンピュータは、古典的コンピュータよりも高い効率で、重要な産業的および科学的な問題を解決する可能性がある。 単一量子系に対するエネルギー結合グラフの概念を導入し、任意のユニタリをコンパイルするためにこの表現を利用する適応アルゴリズムを提案する。 これにより、最先端のコンパイル方式よりも大幅に改善され、最悪のケースコストとランタイムをトレードオフするオプションも提供される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4156605437030216
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computers have the potential to solve some important industrial and scientific problems with greater efficiency than classical computers. While most current realizations focus on two-level qubits, the underlying physics used in most hardware is capable of extending the concepts to a multi-level logic - enabling the use of qudits, which promise higher computational power and lower error rates. Based on a strong theoretical backing and motivated by recent physical accomplishments, this also calls for methods and tools for compiling quantum circuits to those devices. To enable efficient qudit compilation, we introduce the concept of an energy coupling graph for single-qudit systems and provide an adaptive algorithm that leverages this representation for compiling arbitrary unitaries. This leads to significant improvements over the state-of-the-art compilation scheme and, additionally, provides an option to trade-off worst-case costs and run-time. The developed compiler is available via github.com/cda-tum/qudit-compilation under an open-source license.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、古典的コンピュータよりも高い効率で、いくつかの重要な産業的および科学的な問題を解く可能性がある。 現在のほとんどの実現は2レベル量子ビットにフォーカスしているが、ほとんどのハードウェアで使われている基礎となる物理は、概念をマルチレベル論理にまで拡張することができる。 強力な理論的な支持と最近の物理的成果の動機に基づいて、量子回路をそれらのデバイスにコンパイルするための方法とツールも要求する。 効率的なquditコンパイルを実現するために,単一量子システムのためのエネルギー結合グラフの概念を導入し,任意のユニタリをコンパイルするためにこの表現を利用する適応アルゴリズムを提供する。 これにより最先端のコンパイルスキームが大幅に改善され、さらに最悪のケースコストと実行時間のトレードオフオプションが提供される。 開発されたコンパイラはgithub.com/cda-tum/qudit-compilationでオープンソースライセンスで入手できる。

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