論文の概要: Optimal compilation of parametrised quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.12877v1
• Date: Tue, 23 Jan 2024 16:13:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-24 15:08:21.488215
• Title: Optimal compilation of parametrised quantum circuits
• Title（参考訳）: パラメータ量子回路の最適コンパイル
• Authors: John van de Wetering, Richie Yeung, Tuomas Laakkonen, Aleks Kissinger
• Abstract要約: パラメトリクス量子回路は、量子デバイス上で回路を実行する前に古典的なアルゴリズムによって位相が決定される位相ゲートを含む。 これらのアルゴリズムを可能な限り効率的にするためには、最も少ない数のパラメータを使うことが重要である。 パラメータ数を最小化する一般的な問題はNPハードであるが、パラメトリッド位相ゲートとは別個の回路に制限されている場合、最適パラメータカウントを効率的に見つけることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Parametrised quantum circuits contain phase gates whose phase is determined by a classical algorithm prior to running the circuit on a quantum device. Such circuits are used in variational algorithms like QAOA and VQE. In order for these algorithms to be as efficient as possible it is important that we use the fewest number of parameters. We show that, while the general problem of minimising the number of parameters is NP-hard, when we restrict to circuits that are Clifford apart from parametrised phase gates and where each parameter is used just once, we can efficiently find the optimal parameter count. We show that when parameter transformations are required to be sufficiently well-behaved that the only rewrites that reduce parameters correspond to simple 'fusions'. Using this we find that a previous circuit optimisation strategy by some of the authors [Kissinger, van de Wetering. PRA (2019)] finds the optimal number of parameters. Our proof uses the ZX-calculus. We also prove that the standard rewrite rules of the ZX-calculus suffice to prove any equality between parametrised Clifford circuits.
• Abstract（参考訳）: パラメトリス量子回路は、量子デバイス上で回路を実行する前に古典アルゴリズムによって位相が決定される位相ゲートを含む。 このような回路はQAOAやVQEのような変分アルゴリズムで使用される。 これらのアルゴリズムが可能な限り効率的になるためには、最少のパラメータを使用することが重要です。 パラメータ数を最小化する一般的な問題はNPハードであるが、パラメトリッド位相ゲートとは別個の回路に制限されている場合、各パラメータが一度だけ使用される場合、最適パラメータカウントを効率的に見つけることができる。 パラメータ変換が必要となると、パラメータを減少させる唯一の書き換えが単純な「融合」に対応することを示す。 これを用いて、いくつかの著者による以前の回路最適化戦略(Kissinger, van de Wetering. PRA (2019))は、パラメータの最適数を求める。 我々の証明はZX計算を用いる。 また、ZX-計算の標準的な書き換え規則は、パラメトリッドクリフォード回路間の等式を証明するのに十分であることを示す。

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