論文の概要: Determining the ability for universal quantum computing: Testing controllability via dimensional expressivity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00606v2
• Date: Sat, 16 Dec 2023 01:43:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-19 20:34:34.756232
• Title: Determining the ability for universal quantum computing: Testing controllability via dimensional expressivity
• Title（参考訳）: 普遍量子コンピューティングの能力決定:次元表現性による制御可能性の検証
• Authors: Fernando Gago-Encinas, Tobias Hartung, Daniel M. Reich, Karl Jansen, and Christiane P. Koch
• Abstract要約: 制御性テストは、外部制御の数を減らすために量子デバイスの設計に使用できる。 パラメタライズド量子回路に基づくハイブリッド量子古典アルゴリズムを考案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.58317527488534
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Operator controllability refers to the ability to implement an arbitrary unitary in SU(N) and is a prerequisite for universal quantum computing. Controllability tests can be used in the design of quantum devices to reduce the number of external controls. Their practical use is hampered, however, by the exponential scaling of their numerical effort with the number of qubits. Here, we devise a hybrid quantum-classical algorithm based on a parametrized quantum circuit. We show that controllability is linked to the number of independent parameters, which can be obtained by dimensional expressivity analysis. We exemplify the application of the algorithm to qubit arrays with nearest-neighbour couplings and local controls. Our work provides a systematic approach to the resource-efficient design of quantum chips.
• Abstract（参考訳）: 演算子制御性(Operator Controllability)は、SU(N) において任意のユニタリを実装する能力であり、普遍量子コンピューティングの前提条件である。 制御可能性テストは、外部制御の数を減らすために量子デバイスの設計に使用できる。 しかし、その実用性は、量子ビット数に対する数値的な取り組みの指数的スケーリングによって妨げられている。 本稿では,パラメタライズド量子回路に基づくハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 制御性は,次元的表現性解析によって得られる独立パラメータの数に関連していることを示す。 最寄りの結合と局所制御を持つキュービットアレイへのアルゴリズムの適用を例示する。 本研究は,量子チップの資源効率設計への系統的アプローチを提供する。

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