論文の概要: Ultrafast Hybrid Fermion-to-Qubit mapping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.16389v2
• Date: Thu, 22 Jun 2023 22:42:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-26 17:33:05.805618
• Title: Ultrafast Hybrid Fermion-to-Qubit mapping
• Title（参考訳）: 超高速ハイブリッドフェルミオン-量子マッピング
• Authors: Oliver O'Brien, Sergii Strelchuk
• Abstract要約: 局所性を保存するフェルミオン・ツー・キュービット写像の族は、現在知られているすべての既存のスキームよりも補助的キュービットを少なくする。 1つのインスタンスは1フェルミオン当たり1.016 qubitsしか必要としないが、最もよく知られた局所性保存マッピングでは1.25 である。
• 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: Fermion-to-qubit mappings play a crucial role in representing fermionic interactions on a quantum computer. Efficient mappings translate fermionic modes of a system to qubit interactions with a high degree of locality while using few auxiliary resources. We present a family of locality-preserving fermion-to-qubit mappings that require fewer auxiliary qubits than all existing schemes known to date. One instance requires only 1.016 qubits-per-fermion compared to 1.25 for the best-known locality-preserving mapping by Y.-A. Chen and Y. Xu [PRX Quantum 4, 010326 (2023)]. Our family of mappings (parameterised by integer $n$) establishes a direct trade-off between the number of auxiliary qubits ($\frac{1}{n^2}$) and the circuit length ($O(\log n)$). Furthermore, we present a non-local variant that combines the strengths of the Jordan-Wigner and Bravyi-Kitaev mappings to give 98\% shorter circuits than the Jordan-Wigner mapping. This is achieved by applying seemly incompatible mappings at different scales, making it possible for their respective strengths to complement each other.
• Abstract（参考訳）: フェルミオン-量子ビットマッピングは、量子コンピュータ上のフェルミオン相互作用を表現する上で重要な役割を果たす。 効率的な写像はシステムのフェルミオンモードを、少数の補助資源を使用しながら高い局所性を持つクビット相互作用に変換する。 我々は、現在知られている全ての既存のスキームよりも少ない補助量子ビットを必要とする、局所保存されたフェルミオンから量子ビットへのマッピングのファミリーを提案する。 1つの例は、Y による最もよく知られた局所性保存写像の 1.25 と比較して、1フェルミオン当たり 1.016 キュービットしか必要としない。 -A。 ChenとY.Xu [PRX Quantum 4, 010326 (2023)] 我々の写像の族(整数$n$で表される)は補助量子ビットの数($\frac{1}{n^2}$)と回路長($O(\log n)$)の直接的なトレードオフを確立する。 さらに、jordan-wignerマッピングとbravyi-kitaevマッピングの長所を組み合わせることで、jordan-wignerマッピングよりも98\%短い回路を与える非局所的な変種を提案する。 これは、異なるスケールで相容れないマッピングを適用することで実現され、それぞれの強みが互いに補うことができる。

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