論文の概要: PAN: Pulse Ansatz on NISQ Machines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.01215v1
• Date: Tue, 2 Aug 2022 02:50:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-08-03 13:48:57.875702
• Title: PAN: Pulse Ansatz on NISQ Machines
• Title（参考訳）: PAN: NISQ マシン上でのパルスアンサッツ
• Authors: Zhiding Liang, Jinglei Cheng, Hang Ren, Hanrui Wang, Fei Hua, Yongshan Ding, Fred Chong, Song Han, Yiyu Shi, Xuehai Qian
• Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、NISQ時代に大きな可能性を証明している。 VQAのためのネイティブパルスアンサッツ生成フレームワークであるPANを提案する。 PAN は、それぞれ H2 と HeH+ 上の VQE タスクに対して 99.336% と 96.482% の精度を達成できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.277426579731348
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Variational quantum algorithms (VQAs) have demonstrated great potentials in the NISQ era. In the workflow of VQA, the parameters of ansatz are iteratively updated to approximate the desired quantum states. We have seen various efforts to draft better ansatz with less gates. In quantum computers, the gate ansatz will eventually be transformed into control signals such as microwave pulses on transmons. And the control pulses need elaborate calibration to minimize the errors such as over-rotation and under-rotation. In the case of VQAs, this procedure will introduce redundancy, but the variational properties of VQAs can naturally handle problems of over-rotation and under-rotation by updating the amplitude and frequency parameters. Therefore, we propose PAN, a native-pulse ansatz generator framework for VQAs. We generate native-pulse ansatz with trainable parameters for amplitudes and frequencies. In our proposed PAN, we are tuning parametric pulses, which are natively supported on NISQ computers. Considering that parameter-shift rules do not hold for native-pulse ansatz, we need to deploy non-gradient optimizers. To constrain the number of parameters sent to the optimizer, we adopt a progressive way to generate our native-pulse ansatz. Experiments are conducted on both simulators and quantum devices to validate our methods. When adopted on NISQ machines, PAN obtained improved the performance with decreased latency by an average of 86%. PAN is able to achieve 99.336% and 96.482% accuracy for VQE tasks on H2 and HeH+ respectively, even with considerable noises in NISQ machines.
• Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、NISQ時代に大きなポテンシャルを示した。 vqaのワークフローでは、ansatzのパラメータが繰り返し更新され、所望の量子状態が近似される。 より少ないゲートで ansatz をより良いものにするために、様々な努力をしてきました。 量子コンピュータでは、ゲートアンザッツは最終的にトランスモン上のマイクロ波パルスなどの制御信号に変換される。 そして、制御パルスは過回転や過回転などの誤差を最小限に抑えるために精巧な校正を必要とする。 VQAの場合、この手順は冗長性を導入するが、VQAの変動特性は振幅と周波数パラメータを更新することで、自然に過回転と過回転の問題に対処できる。 そこで我々は,vqa用ネイティブパルス ansatz ジェネレータフレームワーク pan を提案する。 振幅と周波数の訓練可能なパラメータを持つネイティブパルス ansatz を生成する。 提案するpanでは,nisqコンピュータでネイティブにサポートされているパラメトリックパルスをチューニングする。 パラメータシフトルールがnative-pulse ansatzでは成立しないので、非gradientオプティマイザをデプロイする必要があります。 オプティマイザに送信されるパラメータの数を制限するために、ネイティブパルスアンサッツを生成するためのプログレッシブな方法を採用しています。 実験はシミュレータと量子デバイスの両方で行われ,提案手法を検証する。 NISQマシンに採用されると、PANは平均86%のレイテンシで性能を改善した。 PAN は、それぞれ H2 と HeH+ 上の VQE タスクに対して 99.336% と 96.482% の精度を達成できる。

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