論文の概要: Circuit Cutting with Non-Maximally Entangled States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.12084v1
• Date: Wed, 21 Jun 2023 08:03:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-22 14:28:18.699995
• Title: Circuit Cutting with Non-Maximally Entangled States
• Title（参考訳）: 非最大エンタングル状態を有する回路切断
• Authors: Marvin Bechtold, Johanna Barzen, Frank Leymann, Alexander Mandl
• Abstract要約: 分散量子コンピューティングは、複数のデバイスの計算能力を組み合わせて、個々のデバイスの限界を克服する。 回路切断技術は、古典的な通信を通じて量子計算の分配を可能にする。 量子テレポーテーション(quantum teleportation)は、指数的なショットの増加を伴わない量子計算の分布を可能にする。 非最大エンタングル量子ビット対を利用する新しい回路切断法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 59.11160990637615
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Distributed quantum computing combines the computational power of multiple devices to overcome the limitations of individual devices. Circuit cutting techniques enable the distribution of quantum computations through classical communication. These techniques involve partitioning a quantum circuit into smaller subcircuits, each containing fewer qubits. The original circuit's outcome can be replicated by executing these subcircuits on separate devices and combining their results. However, the number of shots required to achieve a fixed result accuracy with circuit cutting grows exponentially with the number of cuts, posing significant costs. In contrast, quantum teleportation allows the distribution of quantum computations without an exponential increase in shots. Nevertheless, each teleportation procedure requires a pre-shared pair of maximally entangled qubits for transmitting a quantum state, and non-maximally entangled qubits cannot be used for this purpose. To address this, we propose a novel circuit cutting technique that leverages non-maximally entangled qubit pairs, effectively reducing the cost associated with circuit cutting. By considering the degree of entanglement in the pre-shared qubit pairs, our technique provides a continuum between existing circuit cutting methods and quantum teleportation, adjusting the cost of circuit cutting accordingly.
• Abstract（参考訳）: 分散量子コンピューティングは、複数のデバイスの計算能力を組み合わせて、個々のデバイスの制限を克服する。 回路切断技術は古典的通信による量子計算の分散を可能にする。 これらの技術は量子回路をより小さなサブ回路に分割することを含む。 元の回路の結果は、これらのサブ回路を別々のデバイス上で実行し、その結果を組み合わせることで再現できる。 しかし、回路切断による固定結果精度を達成するために必要なショット数はカット数とともに指数関数的に増加し、かなりのコストがかかる。 対照的に、量子テレポーテーションはショットを指数関数的に増加させることなく量子計算の分布を可能にする。 それにもかかわらず、各テレポーテーション手順は量子状態を送信するために最大エンタングル量子ビットの事前共有ペアを必要とし、非最大エンタングル量子ビットはこの目的のために使用できない。 そこで本研究では,非最大エンタングル量子ビット対を利用した回路切断手法を提案し,回路切断に伴うコストを効果的に削減する。 本手法は,事前共有量子ビット対の絡み合いの程度を考慮し,既存の回路切断法と量子テレポーテーションの連続性を提供し,回路切断コストの調整を行う。

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