論文の概要: Practical implementation of a single-qubit rotation algorithm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.18746v2
• Date: Tue, 29 Oct 2024 12:16:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 13:40:15.078520
• Title: Practical implementation of a single-qubit rotation algorithm
• Title（参考訳）: シングルキュービット回転アルゴリズムの実用化
• Authors: Christoffer Hindlycke, Jan-Åke Larsson,
• Abstract要約: Toffoliは重要な普遍量子ゲートであり、Cliffordゲートと共に将来のフォールトトレラント量子コンピューティングハードウェアで利用できるようになる。 我々はClifford+Toffoliゲートセットを用いて,最近提案された1量子回転アルゴリズムの性能を評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The Toffoli is an important universal quantum gate, and will alongside the Clifford gates be available in future Fault-Tolerant Quantum Computing hardware. Many quantum algorithms rely on performing arbitrarily small single-qubit rotations for their function, and these rotations may also be used to construct any unitary from a limited (but universal) gate set; it is then of significant interest how to carry out such rotations. In this work, we evaluate the performance of a recently proposed single-qubit rotation algorithm using the Clifford+Toffoli gate set by implementation on both a real and simulated quantum computer. We test the algorithm under various simulated noise levels utilizing a per-qubit depolarizing error noise model, finding that the errors are seemingly explained by a binomial distribution wherein these errors change controlling ancilla measurements from $0$ into $1$. Similar observations appear to hold when conducting live runs; noise levels here make further meaningful conclusions difficult, although for the smallest possible number of ancillary controls we do note that error mitigation is helpful. Our results suggest that the algorithm will perform well under up to $1\%$ noise, under the noise model we chose. Our results also suggest the algorithm could be used as a benchmark for Quantum Processing Units, given its linear increase in total number of qubits and Toffoli gates required.
• Abstract（参考訳）: Toffoliは重要な普遍量子ゲートであり、Cliffordゲートと共に将来のフォールトトレラント量子コンピューティングハードウェアで利用できるようになる。 多くの量子アルゴリズムは、関数に対して任意の小さな1量子ビット回転を実行することに依存しており、これらの回転は制限された(しかし普遍的な)ゲート集合から任意のユニタリを構成するためにも用いられる。 そこで本研究では,Clifford+Toffoliゲートを用いた1量子ビット回転アルゴリズムの性能評価を行った。 提案手法は,1キュービット当たりの偏極誤差雑音モデルを用いて,様々な騒音レベル下で検証し,誤差が二項分布によって説明され,それらの誤差が0ドルから1ドルのアンシラ測定を制御できることがわかった。 ここでのノイズレベルは、より意味のある結論を困難にしますが、最小限のアシラリー制御では、エラー軽減が有用であることに注意が必要です。 以上の結果から,提案アルゴリズムは雑音モデルに基づいて,最大1\%のノイズで良好に動作することが示唆された。 また,このアルゴリズムは量子処理ユニットのベンチマークとして利用でき,量子ビットとトフォリゲートの合計数が線形に増加することが示唆された。

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