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/2308.12423v4
- Date: Thu, 12 Sep 2024 23:15:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-16 23:56:50.586786
- 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）: 高密度イジング最適化問題のための数個の超伝導量子ビットと数千個のゲートを用いた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, 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）: 12.220619768140903
- 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）: 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。
ゲートオーダリングを変動パラメータとして扱うことにより,実験において大きな性能向上が期待できる。
我々は,Rigetti Aspen-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を実験的に実施した。
実験の結果, 高レベルのノイズが存在するにもかかわらず, 最適回路設計において, 最適化角度とゲートオーダーの平均性能は回路深度とともに増大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。
我々はまた、現在の量子プロセッサと将来の量子プロセッサをより効果的に活用するために、この結果の様々な利点について論じる。
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