論文の概要: Tensor-Network Simulations of Noisy Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.01751v1
- Date: Tue, 4 Apr 2023 12:42:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 13:58:54.801429
- Title: Tensor-Network Simulations of Noisy Quantum Computers
- Title（参考訳）: ノイズ量子コンピュータのテンソルネットワークシミュレーション
- Authors: Marcel Niedermeier, Jose L. Lado and Christian Flindt
- Abstract要約: 雑音量子コンピュータ上での3つの量子アルゴリズムの実行をシミュレートする。
絡み合いの適度な損失があっても、高い忠実度で実行できることがわかりました。
- 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: Quantum computers are a rapidly developing technology with the ultimate goal
of outperforming their classical counterparts in a wide range of computational
tasks. Several types of quantum computers already operate with more than a
hundred qubits. However, their performance is hampered by interactions with
their environments, which destroy the fragile quantum information and thereby
prevent a significant speed-up over classical devices. For these reasons, it is
now important to explore the execution of quantum algorithms on noisy quantum
processors to better understand the limitations and prospects of realizing
near-term quantum computations. To this end, we here simulate the execution of
three quantum algorithms on noisy quantum computers using matrix product states
as a special class of tensor networks. Matrix product states are characterized
by their maximum bond dimension, which limits the amount of entanglement they
can describe, and which thereby can mimic the generic loss of entanglement in a
quantum computer. We analyze the fidelity of the quantum Fourier transform,
Grover's algorithm, and the quantum counting algorithm as a function of the
bond dimension, and we map out the entanglement that is generated during the
execution of these algorithms. For all three algorithms, we find that they can
be executed with high fidelity even at a moderate loss of entanglement. We also
identify the dependence of the fidelity on the number of qubits, which is
specific to each algorithm. Our approach provides a general method for
simulating noisy quantum computers, and it can be applied to a wide range of
algorithms.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは急速に発展する技術であり、様々な計算タスクで古典的コンピュータを上回らせるという究極の目標を掲げている。
数種類の量子コンピュータがすでに100量子ビット以上で動作している。
しかし、それらの性能は環境との相互作用によって妨げられ、脆弱な量子情報が破壊され、古典的なデバイスに対する大幅なスピードアップを防ぐ。
これらの理由から、ノイズの多い量子プロセッサ上での量子アルゴリズムの実行を探究し、近い将来の量子計算を実現する限界と展望をより深く理解することが現在重要である。
この目的のために, 行列積状態をテンソルネットワークの特殊クラスとして, 雑音量子コンピュータ上での3つの量子アルゴリズムの実行をシミュレートする。
行列積状態は、説明できる絡み合いの量を制限する最大結合次元によって特徴づけられ、量子コンピュータにおける絡み合いの一般的な損失を模倣することができる。
我々は、量子フーリエ変換、グローバーのアルゴリズム、量子カウントアルゴリズムの忠実度を結合次元の関数として解析し、これらのアルゴリズムの実行中に生成される絡み合いをマッピングする。
これら3つのアルゴリズムは, 絡み合いが適度に失われても高い忠実度で実行可能である。
また,各アルゴリズムに固有な量子ビット数に対する忠実度依存性も明らかにした。
提案手法は,雑音の多い量子コンピュータをシミュレーションする一般的な手法であり,幅広いアルゴリズムに適用できる。
関連論文リスト
- The Algorithm for Solving Quantum Linear Systems of Equations With Coherent Superposition and Its Extended Applications [8.8400072344375]
コヒーレント重ね合わせを持つ方程式の量子線型系を解くための2つの量子アルゴリズムを提案する。
2つの量子アルゴリズムは、ランクと一般解の両方を1つの測定で計算できる。
分析の結果,提案アルゴリズムは主に軽量対称暗号に対する攻撃に適していることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-11T03:03:14Z) - Tensor Quantum Programming [0.0]
本研究では,行列積演算子を量子回路に符号化するアルゴリズムを開発した。
これは、微分方程式、最適化問題、量子化学において頻繁に遭遇する数に対して、最大50量子ビットでの有効性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-20T10:44:00Z) - Scalable Quantum Algorithms for Noisy Quantum Computers [0.0]
この論文は、量子計算資源の要求を減らす2つの主要な技術を開発した。
目的は、現在の量子プロセッサでアプリケーションサイズをスケールアップすることだ。
アルゴリズムの応用の主な焦点は量子システムのシミュレーションであるが、開発したサブルーチンは最適化や機械学習の分野でさらに活用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-01T19:36:35Z) - Quantum Subroutine for Variance Estimation: Algorithmic Design and Applications [80.04533958880862]
量子コンピューティングは、アルゴリズムを設計する新しい方法の基礎となる。
どの場の量子スピードアップが達成できるかという新たな課題が生じる。
量子サブルーチンの設計は、従来のサブルーチンよりも効率的で、新しい強力な量子アルゴリズムに固い柱を向ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-26T09:32:07Z) - Power Characterization of Noisy Quantum Kernels [52.47151453259434]
一般化誤差が小さい場合でも,量子カーネル法は予測能力に乏しい。
我々は、量子計算にノイズの多い量子カーネル法を用いるために重要な警告を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-31T01:02:16Z) - Generalized quantum Arimoto-Blahut algorithm and its application to
quantum information bottleneck [55.22418739014892]
量子アリーモト・ブラフトアルゴリズムをRamakrishnanらにより一般化する。
3つの量子系を持つ量子情報ボトルネックに対して,我々のアルゴリズムを適用した。
数値解析により,我々のアルゴリズムはアルゴリズムよりも優れていることが示された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-19T00:06:11Z) - Quantum Clustering with k-Means: a Hybrid Approach [117.4705494502186]
我々は3つのハイブリッド量子k-Meansアルゴリズムを設計、実装、評価する。
我々は距離の計算を高速化するために量子現象を利用する。
我々は、我々のハイブリッド量子k-平均アルゴリズムが古典的バージョンよりも効率的であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-13T16:04:16Z) - Entanglement and coherence in Bernstein-Vazirani algorithm [58.720142291102135]
Bernstein-Vaziraniアルゴリズムは、オラクルに符号化されたビット文字列を決定できる。
我々はベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムの量子資源を詳細に分析する。
絡み合いがない場合、初期状態における量子コヒーレンス量とアルゴリズムの性能が直接関係していることが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-26T20:32:36Z) - Establishing trust in quantum computations [0.0]
本稿では, 量子コンピュータがアルゴリズムを実行できる忠実度を計測する手法を提案する。
提案手法は,アルゴリズムの量子回路を,効率よく成功率を計測できる密接な関連回路の集合に変換する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-15T17:44:30Z) - Quantum Algorithms for Unsupervised Machine Learning and Neural Networks [2.28438857884398]
行列積や距離推定といったタスクを解くために量子アルゴリズムを導入する。
これらの結果は、教師なし機械学習のための新しい量子アルゴリズムの開発に使用される。
また、ニューラルネットワークやディープラーニングのための新しい量子アルゴリズムも提示します。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-05T16:36:09Z) - Synthesis of Quantum Circuits with an Island Genetic Algorithm [44.99833362998488]
特定の演算を行うユニタリ行列が与えられた場合、等価な量子回路を得るのは非自明な作業である。
量子ウォーカーのコイン、トフォリゲート、フレドキンゲートの3つの問題が研究されている。
提案したアルゴリズムは量子回路の分解に効率的であることが証明され、汎用的なアプローチとして、利用可能な計算力によってのみ制限される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-06T13:15:25Z)
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。