論文の概要: Cutting multi-control quantum gates with ZX calculus

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.00387v1
• Date: Wed, 1 Feb 2023 11:47:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-02 17:33:55.606083
• Title: Cutting multi-control quantum gates with ZX calculus
• Title（参考訳）: ZX計算によるマルチコントロール量子ゲートの切断
• Authors: Christian Ufrecht, Maniraman Periyasamy, Sebastian Rietsch, Daniel D. Scherer, Axel Plinge, Christopher Mutschler
• Abstract要約: マルチコントロールZゲートの切断方法を提案する。 我々は,IBMハードウェアへの提案を評価し,カット回路におけるCNOTゲートの強い低減によるノイズ耐性を実験的に示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3946033794136758
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Circuit cutting, the decomposition of a quantum circuit into independent partitions, has become a promising avenue towards experiments with larger quantum circuits in the noisy-intermediate scale quantum (NISQ) era. While previous work focused on cutting qubit wires or two-qubit gates, in this work we introduce a method for cutting multi-controlled Z gates. We construct a decomposition and prove the upper bound $\mathcal{O}(6^{2K})$ on the associated sampling overhead, where $K$ is the number of cuts in the circuit. This bound is independent of the number of control qubits but can be further reduced to $\mathcal{O}(4.5^{2K})$ for the special case of CCZ gates. Furthermore, we evaluate our proposal on IBM hardware and experimentally show noise resilience due to the strong reduction of CNOT gates in the cut circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子回路を独立した分割に分解する回路切断は、ノイズ-中間スケール量子(nisq)時代のより大きな量子回路実験への有望な道筋となっている。 従来, qubitワイヤの切断や2qubitゲートの切断に重点を置いてきたが, 本研究ではマルチコントロールzゲートの切断手法を提案する。 ここでは、回路上のカット数として$K$となるサンプリングオーバーヘッドに対して、分解を構築し、上限$\mathcal{O}(6^{2K})$を証明する。 この境界は制御量子ビットの数とは独立であるが、CCZゲートの特別の場合、さらに$\mathcal{O}(4.5^{2K})$に還元できる。 さらに,ibmのハードウェアに関する提案を評価し,カット回路におけるcnotゲートの強い低減によるノイズレジリエンスを実験的に示した。

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