論文の概要: A Block-Ring connected Topology of Parameterized Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.10791v1
- Date: Mon, 21 Aug 2023 15:35:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-22 12:48:29.062253
- Title: A Block-Ring connected Topology of Parameterized Quantum Circuits
- Title（参考訳）: パラメータ化量子回路のブロックリング接続トポロジー
- Authors: Wenjie Liu, Qingshan Wu
- Abstract要約: 本稿では,ブロックリングトポロジ(BR)と呼ばれる新しいトポロジを提案し,量子回路を構築する。
BRトポロジーは同様の性能を持ち、パラメータの数と2量子ゲートは0(n2)から0(mn)に減少する。
異なる2量子ゲートが回路に与える影響を考慮して、制御されたX回転ゲートと制御されたZ回転ゲートを区別する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.325977856241404
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: It is essential to select efficient topology of parameterized quantum
circuits (PQCs) in variational quantum algorithms (VQAs). However, there are
problems in current circuits, i.e. optimization difficulties caused by too many
parameters or performance is hard to guarantee. How to reduce the number of
parameters (number of single-qubit rotation gates and 2-qubit gates) in PQCs
without reducing the performance has become a new challenge. To solve this
problem, we propose a novel topology, called Block-Ring (BR) topology, to
construct the PQCs. This topology allocate all qubits to several blocks,
all-to-all mode is adopt inside each block and ring mode is applied to connect
different blocks. Compared with the pure all-to-all topology circuits which own
the best power, BR topology have similar performance and the number of
parameters and 2-qubit gate reduced from 0(n^2) to 0(mn) , m is a
hyperparameter set by ourselves. Besides, we compared BR topology with other
topology circuits in terms of expressibility and entangling capability.
Considering the effects of different 2-qubit gates on circuits, we also make a
distinction between controlled X-rotation gates and controlled Z-rotation
gates. Finally, the 1- and 2-layer configurations of PQCs are taken into
consideration as well, which shows the BR's performance improvement in the
condition of multilayer circuits.
- Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(VQA)において、パラメータ化量子回路(PQC)の効率的な位相を選択することが不可欠である。
しかし、現在の回路には問題があり、多くのパラメータや性能に起因する最適化の困難さを保証するのは難しい。
PQCのパラメータ数(シングルキュービット回転ゲート数と2キュービットゲート数)を性能を低下させることなく削減する方法が,新たな課題となっている。
この問題を解決するために,ブロックリングトポロジ(BR)と呼ばれる新しいトポロジを提案し,PQCを構築する。
このトポロジーは全てのキュービットを複数のブロックに割り当て、全てのモードは各ブロック内で採用され、リングモードは異なるブロックを接続するために適用される。
最善のパワーを持つ純粋な全対全トポロジー回路と比較すると、brトポロジーは同様の性能を持ち、パラメータの数と2量子ビットゲートが0(n^2)から0(mn)に減少する。
さらに,BRトポロジを他のトポロジ回路と比較し,表現性とエンタングリング能力について検討した。
異なる2量子ゲートが回路に与える影響を考慮して、制御されたX回転ゲートと制御されたZ回転ゲートを区別する。
最後に,PQCの1層および2層構成も考慮し,多層回路におけるBRの性能向上を示す。
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