論文の概要: Parallelization techniques for quantum simulation of fermionic systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.12470v2
- Date: Fri, 29 Jul 2022 16:51:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-03 19:29:57.162558
- Title: Parallelization techniques for quantum simulation of fermionic systems
- Title（参考訳）: フェルミオン系の量子シミュレーションのための並列化技術
- Authors: Jacob Bringewatt and Zohreh Davoudi
- Abstract要約: フェルミオン作用素を量子ビット作用素にマッピングすることは、量子コンピュータ上でフェルミオン系をシミュレートするための重要なステップである。
このような写像の選択が量子プロセッサの量子ビット接続とどのように相互作用するかを検討する。
- 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: Mapping fermionic operators to qubit operators is an essential step for
simulating fermionic systems on a quantum computer. We investigate how the
choice of such a mapping interacts with the underlying qubit connectivity of
the quantum processor to enable (or impede) parallelization of the resulting
Hamiltonian-simulation algorithm. It is shown that this problem can be mapped
to a path coloring problem on a graph constructed from the particular choice of
encoding fermions onto qubits and the fermionic interactions onto paths. The
basic version of this problem is called the weak coloring problem. Taking into
account the fine-grained details of the mapping yields what is called the
strong coloring problem, which leads to improved parallelization performance. A
variety of illustrative analytical and numerical examples are presented to
demonstrate the amount of improvement for both weak and strong coloring-based
parallelizations. Our results are particularly important for implementation on
near-term quantum processors where minimizing circuit depth is necessary for
algorithmic feasibility.
- Abstract（参考訳）: フェルミオン作用素を量子ビット作用素にマッピングすることは、量子コンピュータ上でフェルミオン系をシミュレートするための重要なステップである。
このような写像の選択が量子プロセッサの量子ビット接続とどのように相互作用し、その結果のハミルトンシミュレーションアルゴリズムの並列化(あるいは障害)を可能にするかを検討する。
この問題は、フェルミオンを量子ビットに符号化する特定の選択と、フェルミオン相互作用を経路に符号化するグラフ上の経路着色問題にマッピングできることが示されている。
この問題の基本的なバージョンは弱い着色問題と呼ばれる。
マッピングの詳細な詳細を考慮すると、強い着色問題と呼ばれる問題が発生し、並列化性能が向上する。
弱色と強色の両方の並列化における改善の量を示すために、様々な図式解析および数値的な例を示す。
回路深さの最小化がアルゴリズムの実現性に必要となる、短期量子プロセッサの実装には特に重要である。
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