論文の概要: Scaling quantum computing with dynamic circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.17833v1
• Date: Tue, 27 Feb 2024 19:00:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-29 17:12:04.606194
• Title: Scaling quantum computing with dynamic circuits
• Title（参考訳）: 動的回路による量子コンピューティングのスケーリング
• Authors: Almudena Carrera Vazquez, Caroline Tornow, Diego Riste, Stefan Woerner, Maika Takita, Daniel J. Egger
• Abstract要約: 量子コンピュータは、量子力学の法則で情報を処理している。 現在の量子ハードウェアはノイズが多く、短時間しか情報を保存できず、量子ビット(qubits)と呼ばれる数ビットに制限されている。 ここでは、これらの制限を、最大142量子ビットの周期接続を必要とする量子状態を生成するために、エラー軽減された動的回路と回路切断で克服する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6990493129893112
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computers process information with the laws of quantum mechanics. Current quantum hardware is noisy, can only store information for a short time, and is limited to a few quantum bits, i.e., qubits, typically arranged in a planar connectivity. However, many applications of quantum computing require more connectivity than the planar lattice offered by the hardware on more qubits than is available on a single quantum processing unit (QPU). Here we overcome these limitations with error mitigated dynamic circuits and circuit-cutting to create quantum states requiring a periodic connectivity employing up to 142 qubits spanning multiple QPUs connected in real-time with a classical link. In a dynamic circuit, quantum gates can be classically controlled by the outcomes of mid-circuit measurements within run-time, i.e., within a fraction of the coherence time of the qubits. Our real-time classical link allows us to apply a quantum gate on one QPU conditioned on the outcome of a measurement on another QPU which enables a modular scaling of quantum hardware. Furthermore, the error mitigated control-flow enhances qubit connectivity and the instruction set of the hardware thus increasing the versatility of our quantum computers. Dynamic circuits and quantum modularity are thus key to scale quantum computers and make them useful.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは情報を量子力学の法則で処理する。 現在の量子ハードウェアはノイズが多く、情報は短時間しか保存できず、数量子ビット、すなわち平板接続で配列された量子ビットに制限されている。 しかし、量子コンピューティングの多くの応用は、単一量子処理ユニット(qpu)よりも多くの量子ビットでハードウェアが提供する平面格子よりも多くの接続を必要とする。 ここでは,複数のQPUにまたがる最大142キュービットの周期接続を必要とする量子状態を生成するために,エラー低減動的回路と回路切断を用いてこれらの制限を克服する。 動的回路では、量子ゲートは、実行時間、すなわち量子ビットのコヒーレンス時間のごく一部で、中間回路の測定結果によって古典的に制御できる。 我々のリアルタイム古典リンクは、量子ハードウェアのモジュラースケーリングを可能にする別のQPUの測定結果に基づいて、あるQPUに量子ゲートを適用することができる。 さらに、誤差軽減制御フローにより、量子ビット接続とハードウェアの命令セットが向上し、量子コンピュータの汎用性が向上する。 したがって、動的回路と量子モジュラリティは量子コンピュータをスケールして有用にするための鍵となる。

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