論文の概要: Exploring ab initio machine synthesis of quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.11245v1
- Date: Wed, 22 Jun 2022 17:48:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-08 09:36:57.434026
- Title: Exploring ab initio machine synthesis of quantum circuits
- Title（参考訳）: 量子回路のab initioマシン合成の検討
- Authors: Richard Meister, Cica Gustiani, Simon C. Benjamin
- Abstract要約: ゲートレベルの量子回路は、しばしば高レベルアルゴリズムから手動で導かれる。
本稿では,機械内における回路の初期生成手法について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Gate-level quantum circuits are often derived manually from higher level
algorithms. While this suffices for small implementations and demonstrations,
ultimately automatic circuit design will be required to realise complex
algorithms using hardware-specific operations and connectivity. Here we explore
methods for the ab initio creation of circuits within a machine, either a
classical computer or a hybrid quantum-classical device. We consider a range of
techniques including: methods for introducing new gate structures, optimisation
of parameterised circuits and choices of cost functions, and efficient removal
of low-value gates exploiting the quantum geometric tensor and other
heuristics. Using these principles we tackle the tasks of automatic encoding of
unitary processes and translation (recompilation) of a circuit from one form to
another. Using emulated quantum computers with various noise-free gate sets we
provide simple examples involving up to 10 qubits, corresponding to 20 qubits
in the augmented space we use. Further applications of specific relevance to
chemistry modelling are considered in a sister paper, 'Exploiting subspace
constraints and ab initio variational methods for quantum chemistry'.
- Abstract（参考訳）: ゲートレベルの量子回路は、しばしば高レベルアルゴリズムから手動で導かれる。
これは小さな実装やデモに十分だが、最終的にはハードウェア固有の操作と接続性を使って複雑なアルゴリズムを実現するために自動回路設計が必要である。
ここでは,従来のコンピュータやハイブリッド量子古典デバイスといった,機械内の回路の初期生成手法について検討する。
我々は,新しいゲート構造の導入方法,パラメータ化回路の最適化,コスト関数の選択,量子幾何テンソルや他のヒューリスティックを活用した低値ゲートの効率的な除去など,様々な手法を検討する。
これらの原理を用いて、一元的プロセスの自動符号化と回路の1つの形式から別の形式への変換(再コンパイル)のタスクに取り組む。
様々なノイズフリーゲートセットを持つエミュレートされた量子コンピュータを用いて、使用する拡張空間の20キュービットに対応する最大10キュービットの単純な例を提供する。
化学モデリングにおける特定の関連性のさらなる応用は、"exploiting subspace constraints and ab initio variational methods for quantum chemistry"という姉妹論文で検討されている。
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