論文の概要: Full Quantum Process Tomography of a Universal Entangling Gate on an
IBM's Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06946v1
- Date: Sat, 10 Feb 2024 13:25:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-13 18:32:27.807458
- Title: Full Quantum Process Tomography of a Universal Entangling Gate on an
IBM's Quantum Computer
- Title（参考訳）: ibmの量子コンピュータ上の普遍的絡み合いゲートのフル量子プロセストモグラフィー
- Authors: Muhammad AbuGhanem
- Abstract要約: 我々は、実量子ハードウェアを用いて、普遍的な2量子エンタングゲートであるSQSCZゲートを徹底的に解析する。
我々の分析では、SQSCZゲートの圧縮可能な忠実度とノイズ特性を明らかにし、プロセス忠実度はそれぞれ97.27098%$と8.99383%$に達した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Characterizing quantum dynamics is a cornerstone pursuit across quantum
physics, quantum information science, and quantum computation. The precision of
quantum gates in manipulating input basis states and their intricate
superpositions is paramount. In this study, we conduct a thorough analysis of
the SQSCZ gate, a universal two-qubit entangling gate, using real quantum
hardware. This gate is a fusion of the square root of SWAP ($\sqrt{SWAP}$) and
the square root of controlled-Z ($\sqrt{CZ}$) gates, serves as a foundational
element for constructing universal gates, including the controlled-NOT gate. we
begin by explaining the theory behind quantum process tomography (QPT),
exploring the \textit{Choi-Jamiolkowski} isomorphism or the Choi matrix
representation of the quantum process, along with a QPT algorithm utilizing
Choi representation. Subsequently, we provide detailed insights into the
experimental realization of the SQSCZ gate using a transmon-based
superconducting qubit quantum computer. To comprehensively assess the gate's
performance on a noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computer, we conduct
QPT experiments across diverse environments, employing both IBM Quantum's
simulators and IBM Quantum's real quantum computer. Leveraging the Choi matrix
in our QPT experiments allows for a comprehensive characterization of our
quantum operations. Our analysis unveils commendable fidelities and noise
properties of the SQSCZ gate, with process fidelities reaching $97.27098\%$ and
$88.99383\%$, respectively. These findings hold promising implications for
advancing both theoretical understanding and practical applications in the
realm of quantum computation.
- Abstract（参考訳）: 量子力学の特徴付けは、量子物理学、量子情報科学、量子計算の要点である。
入力基底状態とそれらの複雑な重ね合わせを操作する量子ゲートの精度はパラマウントである。
本研究では、実量子ハードウェアを用いて、普遍的な2量子エンタングゲートであるSQSCZゲートを徹底的に解析する。
このゲートはスワップの平方根(\sqrt{swap}$)と制御されたzの平方根(\sqrt{cz}$)の融合であり、制御されていないゲートを含むユニバーサルゲートを構築するための基本的な要素である。
まず、量子過程トモグラフィー(qpt)の背後にある理論を説明し、choi表現を利用したqptアルゴリズムとともに、量子過程の \textit{choi-jamiolkowski}同型あるいはchoi行列表現を探索する。
その後、トランスモンベースの超伝導量子ビットコンピュータを用いて、SQSCZゲートの実験的実現に関する詳細な知見を提供する。
ノイズの多い中規模量子コンピュータ(NISQ)上でゲートの性能を総合的に評価するために、IBM QuantumのシミュレータとIBM Quantumの実際の量子コンピュータの両方を用いて、様々な環境でQPT実験を行う。
QPT実験でChoi行列を活用することで、量子演算の包括的特徴付けが可能になる。
解析の結果,SQSCZゲートの圧縮性およびノイズ特性が明らかになり,プロセスの忠実度はそれぞれ97.27098.%,8.99383.%となった。
これらの発見は、量子計算の領域における理論的理解と実践的応用の進展に有望な意味を持っている。
関連論文リスト
- YAQQ: Yet Another Quantum Quantizer -- Design Space Exploration of Quantum Gate Sets using Novelty Search [0.9932551365711049]
本稿では,量子処理ユニットと制御プロトコルのネイティブゲートに基づく比較解析を行うソフトウェアツールを提案する。
開発されたソフトウェアYAQQ(Yet Another Quantum Quantizer)は、最適化された量子ゲートセットの発見を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-25T14:55:35Z) - Quantum Subroutine for Variance Estimation: Algorithmic Design and Applications [80.04533958880862]
量子コンピューティングは、アルゴリズムを設計する新しい方法の基礎となる。
どの場の量子スピードアップが達成できるかという新たな課題が生じる。
量子サブルーチンの設計は、従来のサブルーチンよりも効率的で、新しい強力な量子アルゴリズムに固い柱を向ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-26T09:32:07Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Several fitness functions and entanglement gates in quantum kernel
generation [3.6953740776904924]
量子力学の基本的な概念である絡み合いは、量子コンピューティングにおいて中心的な役割を果たす。
多目的遺伝的アルゴリズムを用いて量子カーネル特徴写像における絡み合いゲートの最適個数について検討する。
我々の発見は、量子機械学習アルゴリズムの効率性と精度を高めるための貴重なガイダンスを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-22T18:35:51Z) - Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent
states [49.299443295581064]
ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。
符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z) - Quantum Machine Learning: from physics to software engineering [58.720142291102135]
古典的な機械学習アプローチが量子コンピュータの設備改善にどのように役立つかを示す。
量子アルゴリズムと量子コンピュータは、古典的な機械学習タスクを解くのにどのように役立つかについて議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-04T23:37:45Z) - A trapped ion quantum computer with robust entangling gates and quantum
coherent feedback [0.0]
線形ポールトラップに保持されるイオンの鎖は、そのような量子コンピュータを構築するための有望なプラットフォームである。
RFトラップに8,8textSr+$イオンを用いた5量子ビットの小型普遍量子コンピュータの構築について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-07T19:17:23Z) - Proof-of-principle experimental demonstration of quantum gate
verification [1.9852463786440127]
近年,量子ゲート検証(QGV)と呼ばれる手法が提案されている。
単一量子ビットの量子ゲートでは、99%の信頼レベルを持つ少なくとも97%の量子ゲートの正当性を確認するために、sim300$サンプルのみが必要とされる。
QGV法は、様々な量子情報アプリケーションにおける量子デバイスの評価に広く用いられる可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-28T16:20:27Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - QUANTIFY: A framework for resource analysis and design verification of
quantum circuits [69.43216268165402]
QUINTIFYは、量子回路の定量的解析のためのオープンソースのフレームワークである。
Google Cirqをベースにしており、Clifford+T回路を念頭に開発されている。
ベンチマークのため、QUINTIFYは量子メモリと量子演算回路を含む。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-21T15:36:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。