論文の概要: Compilation of a simple chemistry application to quantum error correction primitives

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03233v1
• Date: Thu, 6 Jul 2023 18:00:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-10 14:17:12.196025
• Title: Compilation of a simple chemistry application to quantum error correction primitives
• Title（参考訳）: 量子誤り訂正プリミティブへの単純な化学応用のコンパイル
• Authors: Nick S. Blunt, Gy\"orgy P. Geh\'er, Alexandra E. Moylett
• Abstract要約: 我々は、最小限の化学例に基づいて、フォールトトレラントに量子位相推定を行うために必要な資源を推定する。 単純な化学回路さえも実装するには900キュービットと2300の量子誤差補正ラウンドが必要である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A number of exciting recent results have been seen in the field of quantum error correction. These include initial demonstrations of error correction on current quantum hardware, and resource estimates which improve understanding of the requirements to run large-scale quantum algorithms for real-world applications. In this work, we bridge the gap between these two developments by performing careful estimation of the resources required to fault-tolerantly perform quantum phase estimation (QPE) on a minimal chemical example. Specifically, we describe a detailed compilation of the QPE circuit to lattice surgery operations for the rotated surface code, for a hydrogen molecule in a minimal basis set. We describe a number of optimisations at both the algorithmic and error correction levels. We find that implementing even a simple chemistry circuit requires 900 qubits and 2,300 quantum error correction rounds, emphasising the need for improved error correction techniques specifically targeting the early fault-tolerant regime.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差補正の分野では、最近の多くのエキサイティングな結果が見られる。 これには、現在の量子ハードウェアにおけるエラー訂正の初期のデモンストレーションや、実世界のアプリケーションのために大規模量子アルゴリズムを実行するための要件を理解するためのリソース見積が含まれる。 本研究では,この2つの発展のギャップを,最小限の化学例において,フォールトトレラントに量子位相推定(qpe)を行うために必要な資源を注意深く推定することにより橋渡しする。 具体的には, 水素分子を最小に設定した回転表面コードに対して, 格子演算を行うためのqpe回路の詳細なコンパイルについて述べる。 本稿ではアルゴリズムと誤り訂正レベルでの最適化について述べる。 単純な化学回路でさえも900量子ビットと2300量子誤り訂正ラウンドを必要としており、早期耐故障性体制をターゲットとしたエラー訂正技術の改善の必要性を強調している。

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