論文の概要: A fault-tolerant variational quantum algorithm with limited T-depth
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04491v1
- Date: Wed, 8 Mar 2023 10:31:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 14:21:41.849049
- Title: A fault-tolerant variational quantum algorithm with limited T-depth
- Title（参考訳）: T深度に制限のあるフォールトトレラント変動量子アルゴリズム
- Authors: Hasan Sayginel, Francois Jamet, Abhishek Agarwal, Dan E. Browne and
Ivan Rungger
- Abstract要約: 本稿では,フォールトトレラントゲートセットを用いた変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムを提案する。
VQEは将来の誤り訂正量子コンピュータの実装に適している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7648976108201815
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a variational quantum eigensolver (VQE) algorithm that uses a
fault-tolerant gate-set, and is hence suitable for implementation on a future
error-corrected quantum computer. VQE quantum circuits are typically designed
for near-term, noisy quantum devices and have continuously parameterized
rotation gates as the central building block. On the other hand, a
fault-tolerant quantum computer can only implement a discrete set of logical
gates, such as the so-called Clifford+T gates. We show that the energy
minimization of VQE can be performed with such a fault-tolerant discrete
gate-set, where we use the Ross-Selinger algorithm to transpile the continuous
rotation gates to the error-correctable Clifford+T gate-set. We find that there
is no loss of convergence when compared to the one of parameterized circuits if
an adaptive accuracy of the transpilation is used in the VQE optimization.
State preparation with VQE requires only a moderate number of T-gates,
depending on the system size and transpilation accuracy. We demonstrate these
properties on emulators for two prototypical spin models with up to 16 qubits.
This is a promising result for the integration of VQE and more generally
variational algorithms in the emerging fault-tolerant setting, where they can
form building blocks of the general quantum algorithms that will become
accessible in a fault-tolerant quantum computer.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,フォールトトレラントゲートセットを用いた可変量子固有解法(VQE)アルゴリズムを提案する。
VQE量子回路は一般に、短期的、ノイズの多い量子デバイスのために設計され、中央のビルディングブロックとして連続的にパラメータ化された回転ゲートを持つ。
一方、フォールトトレラントな量子コンピュータは、いわゆるクリフォード+Tゲートのような論理ゲートの離散セットしか実装できない。
ここではロス・セリンガーアルゴリズムを用いて連続回転ゲートを誤り訂正可能なクリフォード+Tゲートセットに変換する。
また,VQE最適化において,適応精度を用いた場合,パラメータ化回路と比較して収束の損失は生じないことがわかった。
VQEによる状態調製は、システムサイズとトランスパイル精度に応じて、適度な数のTゲートしか必要としない。
16量子ビットまでの2つの原型スピンモデルのエミュレータ上で、これらの特性を実証する。
これは、vqeとより一般的な変分アルゴリズムを、フォールトトレラントな設定で統合する有望な結果であり、フォールトトレラントな量子コンピュータでアクセス可能な一般的な量子アルゴリズムのビルディングブロックを形成することができる。
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