論文の概要: An alternative approach to optimal wire cutting without ancilla qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.08287v1
- Date: Wed, 15 Mar 2023 00:22:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-16 15:13:56.034075
- Title: An alternative approach to optimal wire cutting without ancilla qubits
- Title(参考訳): アンシラキュービットを使わずに最適なワイヤ切断法
- Authors: Edwin Pednault
- Abstract要約: 本稿では,アシラ量子ビットを用いたワイヤ切断と同様の最適乗算係数を実現するサブ回路のペアに対して,ワイヤ切断を改良したアプローチを提案する。
また, ユニタリな2-設計は分解を満足させるのに十分な基礎を提供するが, 2-設計は数学的に必要ではないことを示す。
- 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: Wire cutting is a technique for partitioning large quantum circuits into
smaller subcircuits in such a way that observables for the original circuits
can be estimated from measurements on the smaller subcircuits. Such techniques
provide workarounds for the limited numbers of qubits that are available on
near-term quantum devices. Wire cutting, however, introduces multiplicative
factors in the number of times such subcircuits need to be executed in order to
estimate desired quantum observables to desired levels of statistical accuracy.
An optimal wire-cutting methodology has recently been reported that uses
ancilla qubits to minimize the multiplicative factors involved as a function of
the number of wire cuts. Until just recently, the best-known wire-cutting
technique that did not employ ancillas asymptotically converged to the same
multiplicative factors, but performed significantly worse for small numbers of
cuts. This latter technique also requires inserting measurement and
state-preparation subcircuits that are randomly sampled from Clifford 2-designs
on a per-shot basis. This paper presents a modified wire-cutting approach for
pairs of subcircuits that achieves the same optimal multiplicative factors as
wire cutting aided by ancilla qubits, but without requiring ancillas. The paper
also shows that, while unitary 2-designs provide a sufficient basis for
satisfying the decomposition, 2-designs are not mathematically necessary and
alternative unitary designs can be constructed for the decompositions that are
substantially smaller in size than 2-designs. As this paper was just about to
be released, a similar result was published, so we also include a comparison of
the two approaches.
- Abstract(参考訳): ワイヤカット(Wire cutting)は、小さなサブ回路に量子回路を分割する手法であり、小さなサブ回路の測定から元の回路の観測値を推定することができる。
このような技術は、短期量子デバイスで利用可能な限られた量子ビット数に対する回避策を提供する。
しかし、ワイヤ切断は、所望の量子観測可能量を統計精度の所望のレベルまで推定するために、そのようなサブサーキットの実行回数に乗算係数を導入する。
近年, ワイヤカット数の関数としての乗算因子を最小化するために, アンシラ量子ビットを用いた最適ワイヤカット法が報告されている。
つい最近まで、アンシラを用いなかった最も有名なワイヤカット技術は同じ乗算因子に漸近的に収束したが、少数の切断では著しく悪化した。
この後者の手法は、クリフォード2-設計からランダムにショット単位でサンプリングされる測定と状態準備サブ回路を挿入する必要がある。
本稿では,アンシラ量子ビットによるワイヤ切断と同等の最適乗算係数を実現するサブ回路のペアに対して,アンシラを必要としないワイヤ切断法を提案する。
また, 1次2次設計は, 分解を満足する十分な基礎を提供するが, 2次設計は数学的に必要ではなく, 2次設計よりもかなり小さい分解のために, 代替のユニタリ設計を構築することができることを示した。
論文の公開が間近であったため、同様の結果が公表され、2つのアプローチの比較も含んでいる。
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