論文の概要: Quantum Circuit Distillation and Compression

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.01911v1
• Date: Tue, 5 Sep 2023 02:47:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-06 16:43:26.213954
• Title: Quantum Circuit Distillation and Compression
• Title（参考訳）: 量子回路蒸留と圧縮
• Authors: Shunsuke Daimon, Kakeru Tsunekawa, Ryoto Takeuchi, Takahiro Sagawa, Naoki Yamamoto, Eiji Saitoh
• Abstract要約: 長い量子計算が誤り訂正なしで量子プロセッサ上で実行される場合、ノイズはしばしば致命的なエラーを引き起こす。 提案する量子回路は, 短いが, 元の回路とほぼ同一の出力を生成するのに十分な機能を有する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.33363717210853483
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum coherence in a qubit is vulnerable to environmental noise. When long quantum calculation is run on a quantum processor without error correction, the noise often causes fatal errors and messes up the calculation. Here, we propose quantum-circuit distillation to generate quantum circuits that are short but have enough functions to produce an output almost identical to that of the original circuits. The distilled circuits are less sensitive to the noise and can complete calculation before the quantum coherence is broken in the qubits. We created a quantum-circuit distillator by building a reinforcement learning model, and applied it to the inverse quantum Fourier transform (IQFT) and Shor's quantum prime factorization. The obtained distilled circuit allows correct calculation on IBM-Quantum processors. By working with the quantum-circuit distillator, we also found a general rule to generate quantum circuits approximating the general $n$-qubit IQFTs. The quantum-circuit distillator offers a new approach to improve performance of noisy quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 量子コヒーレンスは環境騒音に弱い。 長い量子計算が量子プロセッサ上でエラー訂正なしで実行される場合、ノイズはしばしば致命的なエラーを引き起こし、計算を混乱させる。 そこで,本研究では,短いが,元の回路とほぼ同一の出力を生成するのに十分な機能を有する量子回路を生成するために,量子回路蒸留を提案する。 蒸留回路はノイズに敏感ではなく、量子コヒーレンスが量子ビットで壊れる前に計算を完了させることができる。 我々は、強化学習モデルを構築して量子回路蒸留器を作成し、それを逆量子フーリエ変換(IQFT)とショアの量子素分解に適用した。 得られた蒸留回路は、ibm量子プロセッサの正しい計算を可能にする。 量子回路蒸留器を用いて、一般の$n$-qubit IQFTを近似する量子回路を生成する一般的な規則も見出した。 量子回路蒸留器は、ノイズの多い量子プロセッサの性能を改善するための新しいアプローチを提供する。

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