論文の概要: Redefining Lexicographical Ordering: Optimizing Pauli String Decompositions for Quantum Compiling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.00354v1
• Date: Thu, 1 Aug 2024 07:50:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-04 21:25:51.873107
• Title: Redefining Lexicographical Ordering: Optimizing Pauli String Decompositions for Quantum Compiling
• Title（参考訳）: 辞書順序の再定義:量子コンパイルのためのPauli文字列分割の最適化
• Authors: Qunsheng Huang, David Winderl, Arianne Meijer-van de Griend, Richie Yeung,
• Abstract要約: 転化時間進化演算子を合成するための新しいアルゴリズムを提案する。 我々の合成手順は、ターゲット量子コンピュータの量子ビット接続を考慮に入れている。 ランダム化回路と異なる分子アンサーゼに有意な改善が認められた。
• 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 quantum computing, the efficient optimization of Pauli string decompositions is a crucial aspect for the compilation of quantum circuits for many applications, such as chemistry simulations and quantum machine learning. In this paper, we propose a novel algorithm for the synthesis of trotterized time-evolution operators that results in circuits with significantly fewer gates than previous solutions. Our synthesis procedure takes the qubit connectivity of a target quantum computer into account. As a result, the generated quantum circuit does not require routing, and no additional CNOT gates are needed to run the resulting circuit on a target device. We compare our algorithm against Paulihedral and TKET, and show a significant improvement for randomized circuits and different molecular ansatzes. We also investigate the Trotter error introduced by our ordering of the terms in the Hamiltonian versus default ordering and the ordering from the baseline methods and conclude that our method on average does not increase the Trotter error.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングにおいて、パウリ弦分解の効率的な最適化は、化学シミュレーションや量子機械学習など、多くの応用のための量子回路のコンパイルにおいて重要な側面である。 本稿では,従来の解よりもゲートが大幅に少ない回路を生じるトロッタ化時間進化演算子を合成するための新しいアルゴリズムを提案する。 我々の合成手順は、ターゲット量子コンピュータの量子ビット接続を考慮に入れている。 その結果、生成した量子回路はルーティングを必要とせず、結果の回路をターゲットデバイス上で実行するために追加のCNOTゲートは不要となる。 このアルゴリズムをPaulihedral と TKET と比較し,ランダム化回路と異なる分子アンサーゼに有意な改善が認められた。 また、ハミルトン対デフォルト順序の項の順序付けとベースライン法からの順序付けによってもたらされるトロッター誤差について検討し、平均的な手法ではトロッター誤差は増加しないと結論付けた。

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