論文の概要: Real-time hybrid quantum-classical computations for trapped-ions with
Python control-flow
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.01282v1
- Date: Thu, 2 Mar 2023 14:06:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-03 14:13:09.317316
- Title: Real-time hybrid quantum-classical computations for trapped-ions with
Python control-flow
- Title（参考訳）: Python制御フローを用いたトラップイオンのリアルタイムハイブリッド量子古典計算
- Authors: Tobias Schmale, Bence Temesi, Niko Trittschanke, Nicolas Pulido-Mateo,
Ilya Elenskiy, Ludwig Krinner, Timko Dubielzig, Christian Ospelkaus, Hendrik
Weimer, Daniel Borcherding
- Abstract要約: 我々はPythonのような解釈型プログラミング言語において,量子計算をリアルタイムに制御する手法を開発した。
これにより、ハイブリッドアルゴリズムの実装をシンプルに保ち、既存のPythonライブラリのリッチな環境から恩恵を受けることができる。
- 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: In recent years, the number of hybrid algorithms that combine quantum and
classical computations has been continuously increasing. These two approaches
to computing can mutually enhance each others' performances thus bringing the
promise of more advanced algorithms that can outmatch their pure counterparts.
In order to accommodate this new class of codes, a proper environment has to be
created, which enables the interplay between the quantum and classical
hardware.
For many of these hybrid processes the coherence time of the quantum computer
arises as a natural time constraint, making it crucial to minimize the
classical overhead. For ion-trap quantum computers however, this is a much less
limiting factor than with superconducting technologies, since the relevant
timescale is on the order of seconds instead of microseconds. In fact, this
long coherence time enables us to develop a scheme for real-time control of
quantum computations in an interpreted programming language like Python. In
particular, compilation of all instructions in advance is not necessary, unlike
with superconducting qubits. This keeps the implementation of hybrid algorithms
simple and also lets users benefit from the rich environment of existing Python
libraries.
In order to show that this approach of interpreted quantum-classsical
computations (IQCC) is feasible, we bring real-world examples and evaluate them
in realistic benchmarks.
- Abstract（参考訳）: 近年,量子計算と古典計算を組み合わせたハイブリッドアルゴリズムの数が増加傾向にある。
これら2つのコンピューティングアプローチは相互に互いのパフォーマンスを向上させ、純粋なアルゴリズムに匹敵する高度なアルゴリズムの期待をもたらす。
この新しい種類のコードに対応するためには、量子ハードウェアと古典ハードウェアの相互作用を可能にする適切な環境を作成する必要がある。
これらのハイブリッドプロセスの多くは、量子コンピュータのコヒーレンス時間が自然の時間制約として生じるため、古典的なオーバーヘッドを最小限に抑えることが重要である。
しかし、イオントラップ量子コンピュータでは、関連する時間スケールはマイクロ秒ではなく秒単位であるため、超伝導技術よりもはるかに制限要因が少ない。
実際、この長いコヒーレンス時間により、Pythonのような解釈型プログラミング言語で量子計算をリアルタイムに制御するためのスキームを開発することができる。
特に、超伝導量子ビットとは異なり、あらかじめ全ての命令をコンパイルする必要はない。
これにより、ハイブリッドアルゴリズムの実装はシンプルであり、既存のPythonライブラリのリッチな環境から恩恵を受けることができる。
解釈量子古典計算(IQCC)のこのアプローチが実現可能であることを示すため、実世界の実例を持ち出し、現実的なベンチマークで評価する。
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