論文の概要: Optimization at the Interface of Unitary and Non-unitary Quantum
Operations in PCOAST
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.09843v2
- Date: Mon, 22 May 2023 22:53:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-24 23:28:16.958447
- Title: Optimization at the Interface of Unitary and Non-unitary Quantum
Operations in PCOAST
- Title（参考訳）: PCOASTにおける単項および非単項量子演算のインタフェースにおける最適化
- Authors: Albert T. Schmitz, Mohannad Ibrahim, Nicolas P. D. Sawaya, Gian
Giacomo Guerreschi, Jennifer Paykin, Xin-Chuan Wu, A. Y. Matsuura
- Abstract要約: Pauliベースの回路最適化・分析・合成ツールチェーン(PCOAST)は、量子回路を最適化するためのフレームワークとして導入された。
本稿では,単元演算と非単元演算の場合にPCOASTグラフを最適化するサブルーチンの集合に着目した。
本稿では,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムの例として,Intel Quantum SDKを用いたPCOAST最適化サブルーチンの評価を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3496513815948205
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Pauli-based Circuit Optimization, Analysis and Synthesis Toolchain
(PCOAST) was recently introduced as a framework for optimizing quantum
circuits. It converts a quantum circuit to a Pauli-based graph representation
and provides a set of optimization subroutines to manipulate that internal
representation as well as methods for re-synthesizing back to a quantum
circuit. In this paper, we focus on the set of subroutines which look to
optimize the PCOAST graph in cases involving unitary and non-unitary operations
as represented by nodes in the graph. This includes reduction of node cost and
node number in the presence of preparation nodes, reduction of cost for
Clifford operations in the presence of preparations, and measurement cost
reduction using Clifford operations and the classical remapping of measurement
outcomes. These routines can also be combined to amplify their effectiveness.
We evaluate the PCOAST optimization subroutines using the Intel Quantum SDK
on examples of the Variational Quantum Eigensolver (VQE) algorithm. This
includes synthesizing a circuit for the simultaneous measurement of a mutually
commuting set of Pauli operators. We find for such measurement circuits the
overall average ratio of the maximum theoretical number of two-qubit gates to
the actual number of two-qubit gates used by our method to be 7.91.
- Abstract（参考訳）: パウリをベースとした回路最適化・解析・合成ツールチェーン(PCOAST)は量子回路を最適化するためのフレームワークとして最近導入された。
量子回路をポーリベースのグラフ表現に変換し、内部表現を操作するための一連の最適化サブルーチンと、量子回路に再合成する方法を提供する。
本稿では,pcoastグラフを最適化するサブルーチンのセットに注目し,グラフのノードで表されるユニタリ演算と非ユニタリ演算を含む場合について述べる。
これには、準備ノードの有無におけるノードコストとノード番号の削減、準備の有無におけるクリフォード操作のコスト削減、クリフォード操作による測定コストの削減、測定結果の古典的な再マッピングなどが含まれる。
これらのルーチンを組み合わせることで、その効果を増幅することもできる。
本稿では,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムの例として,Intel Quantum SDKを用いたPCOAST最適化サブルーチンの評価を行った。
これには、相互に可換なポーリ作用素の集合の同時測定のための回路の合成が含まれる。
このような測定回路では, 2量子ゲートの最大理論的数と, 提案手法で用いる2量子ゲートの実際の数の平均比が7.91となる。
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