論文の概要: AQM: A Refresh of the Abstract Qubit Model for Quantum Computing Co-design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.11329v2
• Date: Thu, 18 Apr 2024 19:23:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-22 19:18:16.935306
• Title: AQM: A Refresh of the Abstract Qubit Model for Quantum Computing Co-design
• Title（参考訳）: AQM:量子コンピューティング共同設計のための抽象量子ビットモデルの更新
• Authors: Chenxu Liu, Samuel A. Stein, Muqing Zheng, James Ang, Ang Li,
• Abstract要約: 量子ビットは量子情報科学と応用の構成要素である。 より高度なアルゴリズムとアプリケーションのための数学的フレームワークを提供する抽象量子ビットモデル(AQM)を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.212252950717603
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Qubits are the fundamental building blocks of quantum information science and applications, whose concept is widely utilized in both quantum physics and quantum computation. While the significance of qubits and their implementation in physical devices have been extensively examined, now is the right time to revisit this understanding. In this paper, we introduce an abstract qubit model (AQM), offering a mathematical framework for higher-level algorithms and applications, and setting forth criteria for lower-level physical devices to enable quantum computation. We first provide a comprehensive definition of "qubits", regarded as the foundational principle for quantum computing algorithms (bottom-up support), and examine their requisites for devices (top-down demand). We then investigate the feasibility of relaxing specific requirements, thereby broadening device support while considering techniques that tradeoff extra costs to counterbalance this relaxation. Lastly, we delve into the quantum applications that only require partial support of "qubits", and discuss the physical systems with limited support of the AQM but remain valuable in quantum applications. AQM may serve as an intermediate interface between quantum algorithms and devices, facilitating quantum algorithm-device co-design.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットは量子情報科学と応用の基本的な構成要素であり、その概念は量子物理学と量子計算の両方で広く利用されている。 量子ビットと物理デバイスにおける実装の重要性は広く検討されているが、現在ではこの理解を再考する正しい時期である。 本稿では,高次アルゴリズムとアプリケーションのための数学的枠組みを提供する抽象量子ビットモデル(AQM)を導入し,量子計算を実現するための低次物理機器の基準を設定する。 まず、量子コンピューティングアルゴリズム(ボトムアップサポート)の基本原理である「量子ビット」を包括的に定義し、デバイスに必要な要件(トップダウン需要)について検討する。 そこで我々は,この緩和を相殺するための余分なコストのトレードオフを考慮しつつ,具体的要求を緩和し,デバイスサポートを拡充する可能性を検討する。 最後に、「量子ビット」の部分的なサポートのみを必要とする量子アプリケーションを調べ、AQMの限られたサポートを持つ物理システムについて議論する。 AQMは量子アルゴリズムとデバイスの間の中間インターフェースとして機能し、量子アルゴリズムとデバイスの共同設計を容易にする。

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