論文の概要: Integrated Qubit Reuse and Circuit Cutting for Large Quantum Circuit Evaluation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.10298v1
• Date: Sat, 16 Dec 2023 02:49:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-19 17:27:49.854025
• Title: Integrated Qubit Reuse and Circuit Cutting for Large Quantum Circuit Evaluation
• Title（参考訳）: 量子回路評価のための集積量子ビット再利用と回路切断
• Authors: Aditya Pawar, Yingheng Li, Zewei Mo, Yanan Guo, Youtao Zhang, Xulong Tang, Jun Yang
• Abstract要約: 高忠実度で動作可能な量子回路のサイズは、物理量子ビットの量と品質に制限される。 小型量子コンピュータ上で大きな回路を動作させるために、量子ビットの再利用と回路切断を利用する統合的なアプローチであるIQRCを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.644229176158465
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing has recently emerged as a promising computing paradigm for many application domains. However, the size of quantum circuits that can run with high fidelity is constrained by the limited quantity and quality of physical qubits. Recently proposed schemes, such as wire cutting and qubit reuse, mitigate the problem but produce sub-optimal results as they address the problem individually. In addition, gate cutting, an alternative circuit-cutting strategy, has not been fully explored in the field. In this paper, we propose IQRC, an integrated approach that exploits qubit reuse and circuit cutting (including wire cutting and gate cutting) to run large circuits on small quantum computers. Circuit-cutting techniques introduce non-negligible post-processing overhead, which increases exponentially with the number of cuts. IQRC exploits qubit reuse to find better cutting solutions to minimize the cut numbers and thus the post-processing overhead. Our evaluation results show that on average we reduce the number of cuts by 34\% and additional reduction when considering gate cuts.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、多くのアプリケーションドメインの有望なコンピューティングパラダイムとして最近登場した。 しかし、高忠実度で動作可能な量子回路のサイズは、物理的量子ビットの量と品質の制限によって制限される。 最近提案されたワイヤカットやqubitの再利用といったスキームは問題を緩和するが、個別に問題に対処することで最適以下の結果が得られる。 さらに、代替の回路切断戦略であるゲートカットは、この分野では十分に研究されていない。 本稿では,qubitの再利用と回路切断(ワイヤ切断やゲート切断を含む)を活用し,小型量子コンピュータ上で大規模回路を動作させるicicを提案する。 回路切断技術は、切断数で指数関数的に増加する、不要な後処理オーバーヘッドを導入する。 iqrcはqubitの再利用を利用して、カット数を最小限に抑えるためのより良いカットソリューションを見つける。 評価の結果, ゲートカットを考慮した場合, カット数を平均34 %削減し, 追加減算を行った。

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