論文の概要: Benchmarking digital quantum simulations and optimization above hundreds of qubits using quantum critical dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.08053v1
- Date: Thu, 11 Apr 2024 18:00:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-15 16:44:18.089256
- Title: Benchmarking digital quantum simulations and optimization above hundreds of qubits using quantum critical dynamics
- Title(参考訳): 量子臨界力学を用いた数百量子ビット上のディジタル量子シミュレーションと最適化のベンチマーク
- Authors: Alexander Miessen, Daniel J. Egger, Ivano Tavernelli, Guglielmo Mazzola,
- Abstract要約: 大規模多体量子システムのリアルタイムシミュレーションは、真の量子計算プラットフォームでしか達成できない、恐ろしい作業である。
最大133キュービットの量子ハードウェアと様々なエラー軽減手法をベンチマークする。
今回の研究では、ノイズが広まる前に最大1396個の2量子ゲートを特徴とする2量子ゲート深さ28までのコヒーレント制御が示されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 42.29248343585333
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The real-time simulation of large many-body quantum systems is a formidable task, that may only be achievable with a genuine quantum computational platform. Currently, quantum hardware with a number of qubits sufficient to make classical emulation challenging is available. This condition is necessary for the pursuit of a so-called quantum advantage, but it also makes verifying the results very difficult. In this manuscript, we flip the perspective and utilize known theoretical results about many-body quantum critical dynamics to benchmark quantum hardware and various error mitigation techniques on up to 133 qubits. In particular, we benchmark against known universal scaling laws in the Hamiltonian simulation of a time-dependent transverse field Ising Hamiltonian. Incorporating only basic error mitigation and suppression methods, our study shows coherent control up to a two-qubit gate depth of 28, featuring a maximum of 1396 two-qubit gates, before noise becomes prevalent. These results are transferable to applications such as digitized quantum annealing and match the results of a 133-site optimization, where we identify an optimal working point in terms of both circuit depth and time step.
- Abstract(参考訳): 大規模な多体量子システムのリアルタイムシミュレーションは、真の量子計算プラットフォームでしか達成できない、恐ろしい作業である。
現在、古典的なエミュレーションに挑戦するのに十分な多くの量子ビットを持つ量子ハードウェアが利用可能である。
この条件はいわゆる量子優位性を求めるために必要であるが、結果の検証も非常に困難である。
本稿では,多体量子臨界力学に関する既知の理論的結果を用いて,最大133量子ビットの量子ハードウェアおよび様々な誤差軽減手法をベンチマークする。
特に、時間依存的横断体 Ising Hamiltonian のハミルトンシミュレーションにおいて、既知の普遍的スケーリング法則をベンチマークする。
基本誤差軽減と抑制法のみを組み込んで,ノイズが広まる前に最大1396個の2量子ゲートを特徴とする2量子ゲート深さ28までのコヒーレント制御を示す。
これらの結果は、デジタル化された量子アニールなどのアプリケーションに転送可能であり、回路深さと時間ステップの両方で最適な作業点を特定する133サイト最適化の結果と一致する。
関連論文リスト
- A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum
State Fidelity [50.387179833629254]
我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。
Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。
他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-23T14:09:41Z) - 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) - Probing critical states of matter on a digital quantum computer [0.0]
そこでは, 拡散長スケール上の量子相関により, スケーリング法則が完全に出現するゼロ温度相転移について述べる。
この結果から,古典的手法の限界を超える量子支援テンソルネットワーク収縮への有効な経路が示唆された。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-05-02T17:59:46Z) - Variational Quantum Metrology with Loschmidt Echo [20.002455345052702]
我々は、ロシミトエコーと同様に前方と後方の進化からなる対称変動量子回路を用いたスケーラブルなスキームを提案する。
このスキームでは、精度限界を定量化する量子フィッシャー情報は、ロシミットエコーの測定信号から効率的に得られることを示す。
我々は10スピン量子プロセッサのアンサンブルにこのスキームを実験的に実装し、標準量子限界を12.4dBで上回る理論限界付近の精度を実現した。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-22T14:21:59Z) - Anticipative measurements in hybrid quantum-classical computation [68.8204255655161]
量子計算を古典的な結果によって補う手法を提案する。
予測の利点を生かして、新しいタイプの量子測度がもたらされる。
予測量子測定では、古典計算と量子計算の結果の組み合わせは最後にのみ起こる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-12T15:47:44Z) - Schr\"odinger-Heisenberg Variational Quantum Algorithms [1.9887498823918806]
最近のブレークスルーにより、数十から数百キュービットの中間スケールの量子コンピューティングが可能になった。
古典的コンピュータを超えるために必要な極めて高い精度は、回路深度に重大な需要をもたらす。
本稿では,この問題を解決するために,シュリンガー・ハイゼンベルク変分量子アルゴリズムのパラダイムを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-15T04:53:01Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-09T18:00:05Z) - Limitations of optimization algorithms on noisy quantum devices [0.0]
我々は、古典的アルゴリズムと、短期的な量子デバイス上で動作している量子アルゴリズムを比較する透過的な方法を提案する。
我々のアプローチは、量子状態がノイズモデルの定点にどれだけ早く収束するかを決定するエントロピック不等式の組み合わせに基づいている。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-11T17:07:26Z) - Reinforcement Learning for Digital Quantum Simulation [0.0]
本稿では,デジタル量子シミュレーションに最適化された量子回路を構築するための強化学習アルゴリズムを提案する。
我々は、長い時間と大きなシステムサイズで3つの絡み合ったゲートを持つ物理オブザーバブルを再生する量子回路を一貫して取得する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-29T18:00:11Z) - Boundaries of quantum supremacy via random circuit sampling [69.16452769334367]
Googleの最近の量子超越性実験は、量子コンピューティングがランダムな回路サンプリングという計算タスクを実行する遷移点を示している。
観測された量子ランタイムの利点の制約を、より多くの量子ビットとゲートで検討する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-05T20:11:53Z)
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。