Fugu-MT 論文翻訳(概要): Skipper: Improving the Reach and Fidelity of Quantum Annealers by Skipping Long Chains

論文の概要: Skipper: Improving the Reach and Fidelity of Quantum Annealers by Skipping Long Chains

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00264v1
Date: Fri, 1 Dec 2023 00:42:28 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-12-04 16:02:00.592251
Title: Skipper: Improving the Reach and Fidelity of Quantum Annealers by Skipping Long Chains
Title（参考訳）: スクリッパー:長鎖のスキッピングによる量子アニールのリーチと忠実度の向上
Authors: Ramin Ayanzadeh and Moinuddin Qureshi
Abstract要約: 量子アニール (QA) は単一命令マシンとして動作し、限られた量子ビット接続を克服するためのSWAP操作を欠いている。そこで本研究では,主鎖をスキップし,プログラムキュービットを2つの読み出し結果で置換することにより,QAのキャパシティと忠実度を向上させるソフトウェア技術であるSkipperを提案する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5439020425819
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Quantum Annealers (QAs) operate as single-instruction machines, lacking a SWAP operation to overcome limited qubit connectivity. Consequently, multiple physical qubits are chained to form a program qubit with higher connectivity, resulting in a drastically diminished effective QA capacity by up to 33x. We observe that in QAs: (a) chain lengths exhibit a power-law distribution, a few dominant chains holding substantially more qubits than others; and (b) about 25% of physical qubits remain unused, getting isolated between these chains. We propose Skipper, a software technique that enhances the capacity and fidelity of QAs by skipping dominant chains and substituting their program qubit with two readout results. Using a 5761-qubit QA, we demonstrate that Skipper can tackle up to 59% (Avg. 28%) larger problems when eleven chains are skipped. Additionally, Skipper can improve QA fidelity by up to 44% (Avg. 33%) when cutting five chains (32 runs). Users can specify up to eleven chain cuts in Skipper, necessitating about 2,000 distinct quantum executable runs. To mitigate this, we introduce Skipper-G, a greedy scheme that skips sub-problems less likely to hold the global optimum, executing a maximum of 23 quantum executables with eleven chain trims. Skipper-G can boost QA fidelity by up to 41% (Avg. 29%) when cutting five chains (11 runs).
Abstract（参考訳）: 量子アニール (QA) は単一命令マシンとして動作し、限られた量子ビット接続を克服するためのSWAP操作を欠いている。その結果、複数の物理量子ビットは、高い接続性を持つプログラム量子ビットを形成し、結果として、有効QA容量が最大33倍まで大幅に減少する。私たちはQAでそれを観察します。 (a)鎖長は、パワーロー分布を示し、数個の支配鎖は他の鎖よりも実質的に多くの量子ビットを有する。) (b)物理キュービットの約25%は使われず、鎖間で孤立している。そこで本研究では,主鎖をスキップし,プログラムキュービットを2つの読み出し結果で置換することにより,QAのキャパシティと忠実度を向上させるソフトウェア技術であるSkipperを提案する。 5761量子ビットのqaを用いて,11チェーンをスキップした場合に最大59%(例28%)の大きな問題にskipperが対処できることを実証した。さらに、5つのチェーン(32ラン)を切断すると、QA忠実度を最大44%(Avg.33%)向上させることができる。ユーザーはSkipperで最大11個のチェーンカットを指定できる。そこで我々は,11個のチェーントリムを持つ最大23個の量子実行可能ファイルを実行し,グローバル最適化を保ちにくいサブプロブレムをスキップするグリーディスキームであるskipper-gを提案する。スキッパー-Gは5本の鎖を切ると最大41%(Avg. 29%)のQA忠実度を向上できる(11ラン)。

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