論文の概要: Evaluation of Parameterized Quantum Circuits with Cross-Resonance Pulse-Driven Entanglers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.00350v3
• Date: Thu, 22 Dec 2022 10:51:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-20 19:45:49.857540
• Title: Evaluation of Parameterized Quantum Circuits with Cross-Resonance Pulse-Driven Entanglers
• Title（参考訳）: クロス共振パルス駆動エンタングルによるパラメータ化量子回路の評価
• Authors: Mohannad Ibrahim, Hamed Mohammadbagherpoor, Cynthia Rios, Nicholas T. Bronn, Gregory T. Byrd
• Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、ノイズの多い量子デバイスに非常に適したアルゴリズムの強力なクラスとして登場した。 これまでの研究では、VQAに対して有効なパラメタライズド量子回路(PQC)やアンサッツを選択することが、その全体的な性能に欠かせないことが示されている。 本稿では、量子マシンへのパルスレベルアクセスと2量子ビット相互作用の理解を利用して、2量子ビットエンタングルの設計を最適化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.27998963147546146
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Variational Quantum Algorithms (VQAs) have emerged as a powerful class of algorithms that is highly suitable for noisy quantum devices. Therefore, investigating their design has become key in quantum computing research. Previous works have shown that choosing an effective parameterized quantum circuit (PQC) or ansatz for VQAs is crucial to their overall performance, especially on near-term devices. In this paper, we utilize pulse-level access to quantum machines and our understanding of their two-qubit interactions to optimize the design of two-qubit entanglers in a manner suitable for VQAs. Our analysis results show that pulse-optimized ansatze reduce state preparation times by more than half, maintain expressibility relative to standard PQCs, and are more trainable through local cost function analysis. Our algorithm performance results show that in three cases, our PQC configuration outperforms the base implementation. Our algorithm performance results, executed on IBM Quantum hardware, demonstrate that our pulse-optimized PQC configurations are more capable of solving MaxCut and Chemistry problems compared to a standard configuration.
• Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(vqas)は、ノイズの多い量子デバイスに適した強力なアルゴリズムのクラスとして登場した。 そのため、量子コンピューティング研究において、設計の研究が鍵となっている。 これまでの研究では、VQAの有効パラメタライズド量子回路(PQC)やアンサッツの選択が、特に短期デバイスにおいて、その全体的な性能に不可欠であることが示されている。 本稿では,量子マシンへのパルスレベルアクセスと2量子相互作用の理解を利用して,VQAに適した2量子エンタングルの設計を最適化する。 解析の結果,パルス最適化アンサターゼは,通常のPQCに対する表現性を維持し,局所的なコスト関数解析によりより訓練可能な状態生成時間を半減することがわかった。 アルゴリズムの性能評価の結果,pqc構成がベース実装を上回る3つのケースが得られた。 ibm量子ハードウェア上で実行されるアルゴリズム性能の結果は、我々のパルス最適化pqc構成は、標準構成よりもマックスカットや化学の問題をより解決できることを示しています。

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