論文の概要: A SAT Scalpel for Lattice Surgery: Representation and Synthesis of Subroutines for Surface-Code Fault-Tolerant Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.18369v2
- Date: Fri, 17 May 2024 14:25:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-20 18:02:35.098359
- Title: A SAT Scalpel for Lattice Surgery: Representation and Synthesis of Subroutines for Surface-Code Fault-Tolerant Quantum Computing
- Title（参考訳）: 格子外科用SATスカルペル:表面コードフォールトトレラント量子コンピューティングのためのサブルーチンの表現と合成
- Authors: Daniel Bochen Tan, Murphy Yuezhen Niu, Craig Gidney,
- Abstract要約: 本研究では,LaSの構成問題をSATインスタンスにエンコードするLaSシンセサイザー,LaSsynthを開発し,SATソルバに解を求める。
LaSsynthは設計空間を徹底的に探索し、最適な設計を容積で得ることができる。
例えば、15-to-1Tファクトリの2つの最先端の人間設計に対して、それぞれ8%と18%のボリューム削減を実現している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.029541734875307393
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum error correction is necessary for large-scale quantum computing. A promising quantum error correcting code is the surface code. For this code, fault-tolerant quantum computing (FTQC) can be performed via lattice surgery, i.e., splitting and merging patches of code. Given the frequent use of certain lattice-surgery subroutines (LaS), it becomes crucial to optimize their design in order to minimize the overall spacetime volume of FTQC. In this study, we define the variables to represent LaS and the constraints on these variables. Leveraging this formulation, we develop a synthesizer for LaS, LaSsynth, that encodes a LaS construction problem into a SAT instance, subsequently querying SAT solvers for a solution. Starting from a baseline design, we can gradually invoke the solver with shrinking spacetime volume to derive more compact designs. Due to our foundational formulation and the use of SAT solvers, LaSsynth can exhaustively explore the design space, yielding optimal designs in volume. For example, it achieves 8% and 18% volume reduction respectively over two states-of-the-art human designs for the 15-to-1 T-factory, a bottleneck in FTQC.
- Abstract（参考訳）: 大規模量子コンピューティングには量子エラー補正が必要である。
有望な量子誤り訂正符号は表面符号である。
このコードに対して、フォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)は格子手術、すなわちコードのパッチの分割とマージによって行うことができる。
格子型サブルーチン(LaS)の頻繁な使用を考えると,FTQCの時空容積を最小化するために,それらの設計を最適化することが重要である。
本研究では,LaSを表す変数と,これらの変数の制約を定義する。
この定式化を利用して、LaSの合成器LaSsynthを開発し、LaSの構成問題をSATインスタンスにエンコードし、SATソルバに解を求める。
ベースライン設計から始めると、時空体積を縮めた解法を徐々に呼び出すことができ、よりコンパクトな設計を導出できる。
我々の基礎的な定式化とSATソルバの使用により、LaSynthは設計空間を徹底的に探索し、最適設計を容積で得ることができる。
例えば、FTQCのボトルネックである15-to-1 T-factoryの2つの最先端の人間設計に対して、それぞれ8%と18%のボリューム削減を実現している。
関連論文リスト
- Subspace-Based Local Compilation of Variational Quantum Circuits for Large-Scale Quantum Many-Body Simulation [0.0]
本稿では,時間進化演算子をコンパイルするためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。
精度を保ちながら、トロッタライゼーションに比べて95%の回路深さの低減を実現している。
我々は,LSVQCを用いて,短期量子コンピューティングアーキテクチャ上での量子シミュレーションの実行に必要なゲート数を推定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-19T09:50:01Z) - Beyond QUBO and HOBO formulations, solving the Travelling Salesman Problem on a quantum boson sampler [0.0]
量子デバイスからの全ての出力が有効な経路にマッピングされるため、設計上、ペナルティ項は存在しない。
ボソンサンプルを用いて研究を行ったが、この新しい定式化は他の量子デバイスと関係があると信じている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-20T12:25:00Z) - MITS: A Quantum Sorcerer Stone For Designing Surface Codes [2.348041867134616]
我々は、QEC符号を設計するためのよく知られたシミュレータSTIMをリバースエンジニアリングするツールであるMITSを紹介する。
MITSは、量子コンピュータの特定のノイズモデルとターゲット論理誤差率を入力として受け入れ、最適な表面コードラウンドとコード距離を出力する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-16T19:17:53Z) - Optimizing quantum gates towards the scale of logical qubits [78.55133994211627]
量子ゲート理論の基本的な前提は、量子ゲートはフォールトトレランスの誤差閾値を超えることなく、大きなプロセッサにスケールできるということである。
ここでは、このような問題を克服できる戦略について報告する。
我々は、68個の周波数可変ビットの周波数軌跡をコレオグラフィーして、超伝導エラー中に単一量子ビットを実行することを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-04T13:39:46Z) - Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。
本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。
提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z) - Constrained mixers for the quantum approximate optimization algorithm [55.41644538483948]
ヒルベルト空間全体の部分空間への発展を制限する混合作用素を構築するための枠組みを提案する。
我々は,「ワンホット」状態の部分空間を保存するために設計された「XY」ミキサーを,多くの計算基底状態によって与えられる部分空間の一般の場合に一般化する。
我々の分析は、現在知られているよりもCXゲートが少ない"XY"ミキサーのトロタライズも有効である。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T17:19:26Z) - Scaling Quantum Approximate Optimization on Near-term Hardware [49.94954584453379]
我々は、様々なレベルの接続性を持つハードウェアアーキテクチャのための最適化回路により、期待されるリソース要求のスケーリングを定量化する。
問題の大きさと問題グラフの次数で指数関数的に増大する。
これらの問題は、ハードウェア接続性の向上や、より少ない回路層で高い性能を達成するQAOAの変更によって緩和される可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-06T21:02:30Z) - Adiabatic Quantum Graph Matching with Permutation Matrix Constraints [75.88678895180189]
3次元形状と画像のマッチング問題は、NPハードな置換行列制約を持つ二次代入問題(QAP)としてしばしば定式化される。
本稿では,量子ハードウェア上での効率的な実行に適した制約のない問題として,いくつかのQAPの再構成を提案する。
提案アルゴリズムは、将来の量子コンピューティングアーキテクチャにおいて、より高次元にスケールする可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-08T17:59:55Z) - QECOOL: On-Line Quantum Error Correction with a Superconducting Decoder
for Surface Code [2.2749157557381245]
復号アルゴリズムに関連する表面符号(SC)は、最も有望な量子誤り訂正(QEC)法の一つである。
本稿では,超伝導デジタル回路を用いたオンラインQECアルゴリズムとそのハードウェア実装を提案する。
このデコーダは、符号5〜13の量子エラーシミュレータ上でシミュレートされ、精度1.0%の閾値が得られる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-26T01:51:15Z) - Space-efficient binary optimization for variational computing [68.8204255655161]
本研究では,トラベリングセールスマン問題に必要なキュービット数を大幅に削減できることを示す。
また、量子ビット効率と回路深さ効率のモデルを円滑に補間する符号化方式を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T18:17:27Z) - NISQ+: Boosting quantum computing power by approximating quantum error
correction [6.638758213186185]
我々は,短期量子コンピュータの計算能力を高める手法を設計する。
完全一致する誤り訂正機構を近似することにより、計算量を増やすことができる。
近距離量子システムにおいて、近似誤り復号をオンラインで実現できるという概念実証を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-09T20:17:28Z)
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。