論文の概要: Resilience-Runtime Tradeoff Relations for Quantum Algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.02764v1
- Date: Mon, 5 Aug 2024 18:31:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-07 15:48:37.081773
- Title: Resilience-Runtime Tradeoff Relations for Quantum Algorithms
- Title（参考訳）: 量子アルゴリズムにおけるレジリエンス-ランタイムトレードオフ関係
- Authors: Luis Pedro García-Pintos, Tom O'Leary, Tanmoy Biswas, Jacob Bringewatt, Lukasz Cincio, Lucas T. Brady, Yi-Kai Liu,
- Abstract要約: アルゴリズム設計における主要なアプローチは、アルゴリズムのコンパイルにおける操作数を最小化することである。
摂動雑音に対するアルゴリズムのレジリエンスを特徴付ける枠組みを開発する。
我々は、このフレームワークがどのようにして特定のノイズに耐えられるアルゴリズムのコンパイルを識別できるかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7371081631199642
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A leading approach to algorithm design aims to minimize the number of operations in an algorithm's compilation. One intuitively expects that reducing the number of operations may decrease the chance of errors. This paradigm is particularly prevalent in quantum computing, where gates are hard to implement and noise rapidly decreases a quantum computer's potential to outperform classical computers. Here, we find that minimizing the number of operations in a quantum algorithm can be counterproductive, leading to a noise sensitivity that induces errors when running the algorithm in non-ideal conditions. To show this, we develop a framework to characterize the resilience of an algorithm to perturbative noises (including coherent errors, dephasing, and depolarizing noise). Some compilations of an algorithm can be resilient against certain noise sources while being unstable against other noises. We condense these results into a tradeoff relation between an algorithm's number of operations and its noise resilience. We also show how this framework can be leveraged to identify compilations of an algorithm that are better suited to withstand certain noises.
- Abstract（参考訳）: アルゴリズム設計における主要なアプローチは、アルゴリズムのコンパイルにおける操作数を最小化することである。
直感的には、操作数の削減はエラーの可能性を減少させる可能性があると期待している。
このパラダイムは量子コンピューティングにおいて特に一般的であり、ゲートの実装が困難であり、ノイズは量子コンピュータの古典的コンピュータよりも急速に性能を低下させる。
ここでは、量子アルゴリズムにおける演算数を最小化することは、非理想的条件下でアルゴリズムを実行する際の誤差を誘発するノイズ感度をもたらす。
これを示すために,アルゴリズムの摂動雑音に対する弾力性(コヒーレントエラー,デフォーカス,デポーラ化ノイズを含む)を特徴付ける枠組みを開発する。
アルゴリズムのいくつかのコンパイルは、あるノイズ源に対して耐性を持ち、他のノイズに対して不安定である。
我々はこれらの結果を,アルゴリズムの演算数と雑音耐性との間のトレードオフ関係に凝縮する。
また、このフレームワークがどのようにして特定のノイズに耐えられるアルゴリズムのコンパイルを識別できるかを示す。
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