論文の概要: Low-depth simulations of fermionic systems on square-grid quantum hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.01862v2
• Date: Tue, 25 Jul 2023 18:51:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-27 16:02:39.476390
• Title: Low-depth simulations of fermionic systems on square-grid quantum hardware
• Title（参考訳）: 正方格子量子ハードウェア上のフェルミオン系の低深さシミュレーション
• Authors: Manuel G. Algaba, P. V. Sriluckshmy, Martin Leib, Fedor \v{S}imkovic IV
• Abstract要約: 我々は、正方形量子ビット接続を持つ量子ハードウェアにフェルミオン系をマッピングする戦略を提案する。 従来に比べてトロッター層1層あたりの回路深度は前例のないほど低く,70 %以上の改善が見られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a general strategy for mapping fermionic systems to quantum hardware with square qubit connectivity which yields low-depth quantum circuits, counted in the number of native two-qubit fSIM gates. We achieve this by leveraging novel operator decomposition and circuit compression techniques paired with specifically chosen low-depth fermion-to-qubit mappings and allow for a high degree of gate cancellations and parallelism. Our mappings retain the flexibility to simultaneously optimize for qubit counts or qubit operator weights and can be used to investigate arbitrary fermionic lattice geometries. We showcase our approach by investigating the tight-binding model, the Fermi-Hubbard model as well as the multi-orbital Hubbard-Kanamori model. We report unprecedentedly low circuit depths per single Trotter layer with up to a $70 \%$ improvement upon previous state-of-the-art. Our compression technique also results in significant reduction of two-qubit gates. We find the lowest gate-counts when applying the XYZ-formalism to the DK mapping. Additionally, we show that our decomposition and compression formalism produces favourable circuits even when no native parameterized two-qubit gates are available.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,2量子ビットfsimゲート数を数える低深さ量子回路を生成する正方形量子ビット接続を持つ量子ハードウェアにフェルミイオン系をマッピングする一般的な戦略を提案する。 本研究では,新しい演算子分解と回路圧縮技術と,選択した低深度フェルミオン-量子マッピングを組み合わせて実現し,高いゲートキャンセルと並列性を実現する。 我々の写像は、キュービット数やキュービット演算子重みを同時に最適化する柔軟性を保ち、任意のフェルミオン格子ジオメトリを調べるために使用できる。 我々は、強結合モデル、フェルミ・ハバードモデル、および多軌道ハバード・カナモリモデルについて検討することで、このアプローチを示す。 従来に比べてトロッター層1層あたりの回路深度は前例のないほど低く,70 %以上の改善が見られた。 我々の圧縮技術は、2量子ゲートの大幅な削減をもたらす。 DKマッピングにXYZ形式を適用する際に最も低いゲート数を求める。 さらに, ネイティブパラメータ化2ビットゲートが存在しない場合でも, 分解および圧縮形式が有利な回路を生成することを示す。

関連論文リスト

• A diverse set of two-qubit gates for spin qubits in semiconductor quantum dots [5.228819198411081]
  利用可能な2キュービットゲートタイプを拡張するために,高速な複合2キュービットゲート方式を提案し,検証する。 我々のゲート方式は、全ての必須2ビットゲートのパラメータ要求を共通のJDeltaE_Z領域に制限する。 この汎用複合ゲート方式により、広帯域2ビット演算により、ハードウェアと基礎となる物理資源を効率的に利用することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-29T13:37:43Z)
• Quantum simulation of Fermi-Hubbard model based on transmon qudit interaction [0.0]
  このような複雑さを克服するために、クォーディットを用いた新しい量子シミュレーション手法を導入する。 まず、Qudit Fermionic Mapping (QFM) を実演し、qubit-based approach に関連する符号化コストを削減した。 次に、結果として得られるマヨラナ作用素を物理的一乗および二立方乗ゲートの観点で解釈することで、写像付きハミルトニアンのユニタリ進化を記述する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-02T09:10:40Z)
• Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling Limit [55.05109484230879]
  我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。 我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。 単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z)
• Fast and Robust Geometric Two-Qubit Gates for Superconducting Qubits and beyond [0.0]
  マルチレベル量子ビットシステムにおいて,ロバストな2量子ビットゲートを実現する手法を提案する。 提案手法は,原子プラットフォームに提案されているSTIRAPベースのゲートよりも極めて単純である。 ショートカット・トゥ・アディバティティティ・アプローチを用いて,我々のゲートをどのように加速できるかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-08T16:22:24Z)
• Gradient-descent quantum process tomography by learning Kraus operators [63.69764116066747]
  離散および連続変数の量子システムに対して量子プロセストモグラフィー(QPT)を行う。 我々は、クラウス作用素を得るために、最適化中にいわゆるスティーフェル多様体に対して制約付き勾配-退化(GD)アプローチを用いる。 GD-QPTは、2量子ランダムプロセスを持つベンチマークにおいて、圧縮センシング(CS)と投影最小二乗QPT(PLS)の両方のパフォーマンスと一致する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-01T12:48:48Z)
• Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
  動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。 不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。 この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
• Software mitigation of coherent two-qubit gate errors [55.878249096379804]
  2量子ゲートは量子コンピューティングの重要な構成要素である。 しかし、量子ビット間の不要な相互作用(いわゆる寄生ゲート)は、量子アプリケーションの性能を低下させる。 寄生性2ビットゲート誤差を軽減するための2つのソフトウェア手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-08T17:37:27Z)
• Quantum supremacy regime for compressed fermionic models [0.0]
  圧縮空間でシミュレートできる二次フェルミオンハミルトニアンのクラスを同定する。 特に、近接相互作用が近い2-局所量子ビットモデルに符号化された$n$軌道の系では、基底状態エネルギーを評価できる。 我々は、圧縮されたガウスフェルミオン模型をサンプリングするための量子超越性の体系を見出した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-18T18:02:05Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• Implementing High-fidelity Two-Qubit Gates in Superconducting Coupler Architecture with Novel Parameter Regions [0.0]
  本稿では,ZZパラサイト結合のゲート誤差源とその物理機構について述べる。 本研究は,超伝導カプラ構造における高忠実度2量子ゲートの実現の新たな機会を開拓するものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T16:59:02Z)
• Scalable quantum computation with fast gates in two-dimensional microtrap arrays of trapped ions [68.8204255655161]
  本研究では,2次元マイクロトラップアーキテクチャにおけるイオン量子コンピューティングにおける高速パルス2量子ゲートの利用について検討する。 高速パルスゲートは、トラップ時間よりも高速に、隣接するトラップにおけるイオン間の高忠実な絡み合い動作を実現することができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-01T13:18:22Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。