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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03233v2
• Date: Tue, 26 Mar 2024 14:37:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-28 01:30:07.801373
• 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, György P. Gehér, 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。 単純な化学回路でさえも1000キュービットと2300の量子誤差補正ラウンドを必要とすることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• 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 1,000 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）: 量子誤り訂正の分野では、近年多くのエキサイティングな結果が見られた。 その中には、現在の量子ハードウェアにおけるエラー修正の最初のデモや、現実世界のアプリケーションのために大規模な量子アルゴリズムを実行するための要件の理解を改善するリソース推定が含まれる。 本研究は, 最小の化学例において, フォールトトレラント的に量子位相推定(QPE)を行うために必要な資源を慎重に推定することにより, これら2つの発展のギャップを埋めるものである。 具体的には、最小基底集合の水素分子に対して、回転曲面符号の格子演算に対する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の両レベルでの最適化について述べる。 単純な化学回路の実装にも1,000キュービットと2300の量子誤り訂正ラウンドが必要であり、早期耐故障性体制を対象とする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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