論文の概要: Qompress: Efficient Compilation for Ququarts Exploiting Partial and
Mixed Radix Operations for Communication Reduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.00658v1
- Date: Wed, 1 Mar 2023 16:57:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 14:03:54.391758
- Title: Qompress: Efficient Compilation for Ququarts Exploiting Partial and
Mixed Radix Operations for Communication Reduction
- Title（参考訳）: Qompress:通信削減のための部分および混合基数演算を爆発させるクォートに対する効率的なコンパイル
- Authors: Andrew Litteken, Lennart Maximilian Seifert, Jason Chadwick, Natalia
Nottingham, Fred Chong and Jonathan Baker
- Abstract要約: 2つの量子ビットを1つの4状態のクアンフクォートにエンコードする。
我々は、キュービットとクォートの両方からなる任意の混合基数系上で、キュービットを効率的にルーティングするために、キュービットコンパイルスキームを拡張した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5708902722746041
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing is in an era of limited resources. Current hardware lacks
high fidelity gates, long coherence times, and the number of computational
units required to perform meaningful computation. Contemporary quantum devices
typically use a binary system, where each qubit exists in a superposition of
the $\ket{0}$ and $\ket{1}$ states. However, it is often possible to access the
$\ket{2}$ or even $\ket{3}$ states in the same physical unit by manipulating
the system in different ways. In this work, we consider automatically encoding
two qubits into one four-state qu\emph{quart} via a \emph{compression scheme}.
We use quantum optimal control to design efficient proof-of-concept gates that
fully replicate standard qubit computation on these encoded qubits.
We extend qubit compilation schemes to efficiently route qubits on an
arbitrary mixed-radix system consisting of both qubits and ququarts, reducing
communication and minimizing excess circuit execution time introduced by
longer-duration ququart gates. In conjunction with these compilation
strategies, we introduce several methods to find beneficial compressions,
reducing circuit error due to computation and communication by up to 50\%.
These methods can increase the computational space available on a limited
near-term machine by up to 2x while maintaining circuit fidelity.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは限られた資源の時代にある。
現在のハードウェアは、高い忠実度ゲート、長いコヒーレンス時間、有意義な計算を行うのに必要な計算単位数を欠いている。
現代の量子デバイスは通常バイナリシステムを使用し、各キュービットは$\ket{0}$と$\ket{1}$状態の重ね合わせに存在する。
しかし、異なる方法でシステムを操作することで、同じ物理ユニットで$\ket{2}$または$\ket{3}$の状態にアクセスすることがしばしば可能である。
本研究では,2つの量子ビットを自動的に1つの状態 qu\emph{quart} に符号化する。
量子最適制御を用いて、符号化された量子ビット上での標準量子ビット計算を完全に再現する効率的な概念証明ゲートを設計する。
我々は、qubitとququartの両方からなる任意の混合放射系上のqubitを効率的にルーティングするために、qubitコンパイルスキームを拡張し、通信を減らし、長周期のququartゲートによって導入された余剰回路実行時間を最小化する。
これらのコンパイル戦略と合わせて, 有益圧縮を見出す手法をいくつか導入し, 計算と通信による回路誤差を最大50 %削減する。
これらの方法は、回路の忠実性を維持しながら、限られた短期機械で利用可能な計算スペースを最大2倍にすることができる。
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