論文の概要: Tackling Coherent Noise in Quantum Computing via Cross-Layer Compiler Optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.09664v1
• Date: Sat, 12 Oct 2024 22:39:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-10-30 08:56:21.495683
• Title: Tackling Coherent Noise in Quantum Computing via Cross-Layer Compiler Optimization
• Title（参考訳）: クロスレイヤコンパイラ最適化による量子コンピューティングにおけるコヒーレントノイズの処理
• Authors: Xiangyu Ren, Junjie Wan, Zhiding Liang, Antonio Barbalace,
• Abstract要約: 量子コンピューティングハードウェアは、実行された量子プログラムの結果の品質を損なう量子ノイズに影響を受ける。 パラメータのドリフトや誤校正によるコヒーレントエラーは依然として重要な問題である。 本研究は、コヒーレントエラー軽減のための層間アプローチを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6436891312063917
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing hardware is affected by quantum noise that undermine the quality of results of an executed quantum program. Amongst other quantum noises, coherent error that caused by parameter drifting and miscalibration, remains critical. While coherent error mitigation has been studied before, studies focused either on gate-level or pulse-level -- missing cross-level optimization opportunities; And most of them only target single-qubit gates -- while multi-qubit gates are also used in practice. To address above limitations, this work proposes a cross-layer approach for coherent error mitigation that considers program-level, gate-level, and pulse-level compiler optimizations, by leveraging the hidden inverse theory, and exploiting the structure inside different quantum programs, while also considering multi-qubit gates. We implemented our approach as compiler optimization passes, and integrated into IBM Qiskit framework. We tested our technique on real quantum computer (IBM-Brisbane), and demonstrated up to 92% fidelity improvements (45% on average), on several benchmarks.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングハードウェアは、実行された量子プログラムの結果の品質を損なう量子ノイズに影響を受ける。 その他の量子ノイズの中で、パラメータのドリフトと誤校正に起因するコヒーレント誤差は依然として重要なものである。 コヒーレントなエラー軽減は以前にも研究されてきたが、ゲートレベルかパルスレベル、すなわちクロスレベル最適化の機会の欠如に焦点を当てた研究が注目されている。 上記の制限に対処するため,プログラムレベル,ゲートレベル,パルスレベルのコンパイラ最適化を考慮したコヒーレントエラー軽減手法を提案する。 コンパイラ最適化パスとしてアプローチを実装し,IBM Qiskitフレームワークに統合した。 我々は実量子コンピュータ(IBM-Brisbane)でテストを行い、いくつかのベンチマークで92%の忠実度改善(平均45%)を実証した。

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