論文の概要: Quantum circuit compression using qubit logic on qudits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.03878v1
• Date: Wed, 06 Nov 2024 12:49:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-07 19:23:11.486569
• Title: Quantum circuit compression using qubit logic on qudits
• Title（参考訳）: 量子ビット論理を用いた量子回路圧縮
• Authors: Liam Lysaght, Timothée Goubault, Patrick Sinnott, Shane Mansfield, Pierre-Emmanuel Emeriau,
• Abstract要約: ハードウェア非依存回路からのキュービットを,様々なサイズのグループに分割した圧縮方式であるqudits (QLOQ) について述べる。 任意のqubit-logicユニタリは、QLOQにおいて、qubitエンコーディングよりもはるかに少ない2レベル(qubit)物理エンタングゲートで実装可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We present qubit logic on qudits (QLOQ), a compression scheme in which the qubits from a hardware agnostic circuit are divided into groups of various sizes, and each group is mapped to a physical qudit for computation. QLOQ circuits have qubit-logic inputs, outputs, and gates, making them compatible with existing qubit-based algorithms and Hamiltonians. We show that arbitrary qubit-logic unitaries can in principle be implemented with significantly fewer two-level (qubit) physical entangling gates in QLOQ than in qubit encoding. We achieve this advantage in practice for two applications: variational quantum algorithms, and unitary decomposition. The variational quantum eigensolver (VQE) for LiH took 5 hours using QLOQ on one of Quandela's cloud-accessible photonic quantum computers, whereas it would have taken 4.39 years in qubit encoding. We also provide a QLOQ version of the Quantum Shannon Decomposition, which not only outperforms previous qudit-based proposals, but also beats the theoretical lower bound on the CNOT cost of unitary decomposition in qubit encoding.
• Abstract（参考訳）: ハードウェア非依存回路からのキュービットを様々なサイズのグループに分割した圧縮スキームであるqudits(QLOQ)について,各グループを物理キューディットにマッピングして計算を行う。 QLOQ回路はキュービット論理入力、出力、ゲートを有しており、既存のキュービットベースのアルゴリズムやハミルトニアンと互換性がある。 任意のqubit-logicユニタリは、QLOQにおいて、qubitエンコーディングよりもはるかに少ない2レベル(qubit)物理エンタングゲートで実装可能であることを示す。 我々はこの利点を、変分量子アルゴリズムとユニタリ分解という2つの応用で実現している。 LiHの変分量子固有解法(VQE)は、Quandelaのクラウドアクセス可能なフォトニック量子コンピュータの1つでQLOQを使用して5時間かかったが、Quandelaの量子ビット符号化では4.39年かかった。 また、量子シャノン分解のQLOQ版も提供し、これは従来のキューディットに基づく提案よりも優れているだけでなく、量子ビット符号化におけるユニタリ分解のCNOTコストの理論的下限を上回ります。

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