論文の概要: Quantum Fourier Transform using Dynamic Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.09514v1
• Date: Thu, 14 Mar 2024 15:58:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-15 19:47:59.971257
• Title: Quantum Fourier Transform using Dynamic Circuits
• Title（参考訳）: 動的回路を用いた量子フーリエ変換
• Authors: Elisa Bäumer, Vinay Tripathi, Alireza Seif, Daniel Lidar, Derek S. Wang,
• Abstract要約: 動的量子回路では、回路実行中に中間回路の測定から古典的な情報がフォワードされる。 特に、リソース要求のスケーリングは、標準ユニタリな定式化において$O(n)$ 2-qubit ゲートから、動的にその中間回路を計測する $O(n)$ 2-qubit ゲートに還元される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In dynamic quantum circuits, classical information from mid-circuit measurements is fed forward during circuit execution. This emerging capability of quantum computers confers numerous advantages that can enable more efficient and powerful protocols by drastically reducing the resource requirements for certain core algorithmic primitives. In particular, in the case of the $n$-qubit quantum Fourier transform followed immediately by measurement, the scaling of resource requirements is reduced from $O(n^2)$ two-qubit gates in an all-to-all connectivity in the standard unitary formulation to $O(n)$ mid-circuit measurements in its dynamic counterpart without any connectivity constraints. Here, we demonstrate the advantage of dynamic quantum circuits for the quantum Fourier transform on IBM's superconducting quantum hardware with certified process fidelities of $>50\%$ on up to $16$ qubits and $>1\%$ on up to $37$ qubits, exceeding previous reports across all quantum computing platforms. These results are enabled by our contribution of an efficient method for certifying the process fidelity, as well as of a dynamical decoupling protocol for error suppression during mid-circuit measurements and feed-forward within a dynamic quantum circuit. Our results demonstrate the advantages of leveraging dynamic circuits in optimizing the compilation of quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 動的量子回路では、回路実行中に中間回路の測定から古典的な情報がフォワードされる。 この量子コンピュータの出現する能力は、特定のコアアルゴリズムプリミティブのリソース要求を大幅に削減することで、より効率的で強力なプロトコルを可能にする、数多くの利点を提供する。 特に、$n$-qubit 量子フーリエ変換がすぐに測定された場合、標準ユニタリ定式における全接続におけるリソース要求のスケーリングは、接続の制約なく、動的にそれに対応する場合、$O(n)$2-qubit ゲートから$O(n)$2-qubit ゲートに還元される。 ここでは、IBMの超伝導量子ハードウェア上での量子フーリエ変換に対する動的量子回路の利点を、最大16ドルキュービットで50\%、最大37ドルキュービットで1\%と認定されたプロセスフィデリティで示し、全ての量子コンピューティングプラットフォームで以前の報告を上回った。 これらの結果は、プロセスの忠実性を証明する効率的な方法と、中間回路測定時のエラー抑制のための動的デカップリングプロトコルと、動的量子回路内でのフィードフォワードにより実現された。 本研究は,量子アルゴリズムの最適化における動的回路の利点を示すものである。

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