論文の概要: Advancing Hybrid Quantum-Classical Computation with Real-Time Execution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.12950v1
- Date: Sun, 26 Jun 2022 19:50:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-07 23:48:33.562380
- Title: Advancing Hybrid Quantum-Classical Computation with Real-Time Execution
- Title（参考訳）: リアルタイム実行によるハイブリッド量子古典計算の進歩
- Authors: Thomas Lubinski, Cassandra Granade, Amos Anderson, Alan Geller, Martin
Roetteler, Andrei Petrenko, Bettina Heim
- Abstract要約: 本稿では,量子プログラム内に埋め込まれた古典計算の次世代実装について述べる。
測定量子ビットの中間回路状態に基づいて、プログラム変数のリアルタイム計算と調整を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.818632836746668
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The use of mid-circuit measurement and qubit reset within quantum programs
has been introduced recently and several applications demonstrated that perform
conditional branching based on these measurements. In this work, we go a step
further and describe a next-generation implementation of classical computation
embedded within quantum programs that enables the real-time calculation and
adjustment of program variables based on the mid-circuit state of measured
qubits. A full-featured Quantum Intermediate Representation (QIR) model is used
to describe the quantum circuit including its embedded classical computation.
This integrated approach eliminates the need to evaluate and store a
potentially prohibitive volume of classical data within the quantum program in
order to explore multiple solution paths. It enables a new type of quantum
algorithm that requires fewer round-trips between an external classical driver
program and the execution of the quantum program, significantly reducing
computational latency, as much of the classical computation can be performed
during the coherence time of quantum program execution. We review practical
challenges to implementing this approach along with developments underway to
address these challenges. An implementation of this novel and powerful quantum
programming pattern, a random walk phase estimation algorithm, is demonstrated
on a physical quantum computer with an analysis of its benefits and feasibility
as compared to existing quantum computing methods.
- Abstract（参考訳）: 量子プログラムにおける中間回路計測と量子ビットリセットの利用が最近紹介され、これらの測定に基づいて条件分岐を行ういくつかの応用が示されている。
そこで本研究では,量子プログラムに埋め込まれた古典計算の次世代実装について述べるとともに,量子ビットの中間回路状態に基づくプログラム変数のリアルタイム計算と調整を可能にする。
完全機能量子中間表現(qir)モデルは、その埋め込み古典計算を含む量子回路を記述するために用いられる。
この統合アプローチは、複数の解経路を探索するために、潜在的に禁止される量の古典的データを量子プログラム内で評価し保存する必要性をなくす。
これは、外部の古典的ドライバプログラムと量子プログラムの実行の間のラウンドトリップを少なくする新しいタイプの量子アルゴリズムを可能にし、量子プログラム実行のコヒーレンス時間で古典的な計算を行うことができるため、計算遅延を大幅に削減する。
我々は、これらの課題に対処する開発とともに、このアプローチを実装するための実践的な課題をレビューする。
この新しい強力な量子プログラミングパターンの実装であるランダムウォーク位相推定アルゴリズムが、既存の量子コンピューティング手法と比較してその利点と実現可能性を分析した物理量子コンピュータ上で実証されている。
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