論文の概要: Design and execution of quantum circuits using tens of superconducting
qubits and thousands of gates for dense Ising optimization problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12423v2
- Date: Thu, 14 Dec 2023 18:59:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-16 04:17:42.883831
- Title: Design and execution of quantum circuits using tens of superconducting
qubits and thousands of gates for dense Ising optimization problems
- Title（参考訳）: 数万の超伝導量子ビットと数千ゲートを用いた高密度イジング最適化問題のための量子回路の設計と実行
- Authors: Filip B. Maciejewski, Stuart Hadfield, Benjamin Hall, Mark Hodson,
Maxime Dupont, Bram Evert, James Sud, M. Sohaib Alam, Zhihui Wang, Stephen
Jeffrey, Bhuvanesh Sundar, P. Aaron Lott, Shon Grabbe, Eleanor G. Rieffel,
Matthew J. Reagor and Davide Venturelli
- Abstract要約: 本研究では,各層におけるコストハミルトニアンのすべての相互作用のサブセットをパラメトリズする,既存のアンサツェから派生した,変動最適化のためのハードウェア効率の良いアンサッツを開発する。
最大5000個の2量子ビットおよび5000個の1量子ビットネイティブゲートを含む回路において、ランダムな推定オラクルを使用するよりも、性能が大幅に向上したことを報告した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.454028945013924
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We develop a hardware-efficient ansatz for variational optimization, derived
from existing ansatze in the literature, that parametrizes subsets of all
interactions in the Cost Hamiltonian in each layer. We treat gate orderings as
a variational parameter and observe that doing so can provide significant
performance boosts in experiments. We carried out experimental runs of a
compilation-optimized implementation of fully-connected Sherrington-Kirkpatrick
Hamiltonians on a 50-qubit linear-chain subsystem of Rigetti Aspen-M-3 transmon
processor. Our results indicate that, for the best circuit designs tested, the
average performance at optimized angles and gate orderings increases with
circuit depth (using more parameters), despite the presence of a high level of
noise. We report performance significantly better than using a random guess
oracle for circuits involving up to approx 5000 two-qubit and approx 5000
one-qubit native gates. We additionally discuss various takeaways of our
results toward more effective utilization of current and future quantum
processors for optimization.
- Abstract（参考訳）: 我々は,各層におけるコストハミルトニアン内のすべての相互作用のサブセットをパラメータ化する,既存のアンサットから派生した変分最適化のためのハードウェア効率の高いアンサッツを開発した。
ゲート順序を変分パラメータとして扱い,実験において大きな性能向上が期待できることを示す。
リゲッティ・アスペン-M-3トランスモンプロセッサの50ビット線形鎖サブシステム上で,完全連結シェリントン・カークパトリック・ハミルトンのコンパイル最適化実装実験を行った。
その結果, 最良回路設計では, 高レベルのノイズが存在するにもかかわらず, 最適角度, ゲート順序における平均性能は回路深さ(より多くのパラメータを用いて)とともに増加することがわかった。
最大5000個の2量子ビットおよび5000個の1量子ビットネイティブゲートを含む回路において、ランダムな推定オラクルを使用するよりも性能が大幅に向上したことを報告した。
さらに、現在の量子プロセッサと将来の量子プロセッサを最適化のためにより効果的に利用するための結果の様々な要約についても論じる。
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