論文の概要: An Improved Quantum Algorithm of the Multislice Method
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.17482v1
- Date: Tue, 26 Nov 2024 14:47:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-27 13:31:04.692054
- Title: An Improved Quantum Algorithm of the Multislice Method
- Title（参考訳）: マルチスライス法の量子アルゴリズムの改良
- Authors: Y. C. Wang, Y. Sun, Z. J. Ding,
- Abstract要約: マルチサイス法は透過電子顕微鏡における電子回折と画像シミュレーションのための重要なアルゴリズムである。
本研究では,改良された量子アルゴリズムを開発した。
マルチ制御量子ゲートを用いずに位相シフト量子回路を再構成し,計算効率を大幅に向上させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.716879432974126
- License:
- Abstract: The multisilce method is an important algorithm for electron diffraction and image simulations in transmission electron microscopy. We have proposed a quantum algorithm of the multislice method based on quantum circuit model previously. In this work we have developed an improved quantum algorithm. We reconstruct the phase-shifting quantum circuit without using the multi-controlled quantum gates, thereby significantly improve the computation efficiency. The new quantum circuit also allows further gate count reduction at the cost of a controllable error. We have simulated the quantum circuit on a classical supercomputer and analyzed the result to prove the feasibility and correctness of the improved quantum algorithm. We also provide proper parameter settings through testing, allowing the minimization of the necessary number of quantum gates while limiting the relative error within 1%. This work demonstrates the potential of applying quantum computing to electron diffraction simulations and achieving quantum advantages.
- Abstract（参考訳）: マルチサイス法は透過電子顕微鏡における電子回折と画像シミュレーションのための重要なアルゴリズムである。
我々は以前,量子回路モデルに基づくマルチスライス手法の量子アルゴリズムを提案した。
本研究では,改良された量子アルゴリズムを開発した。
マルチ制御された量子ゲートを用いずに位相シフト量子回路を再構成し,計算効率を大幅に向上させる。
この新しい量子回路は、制御可能な誤差を犠牲にして、さらにゲート数を減らすことができる。
従来のスーパーコンピュータ上で量子回路をシミュレートし、その結果を分析し、改良された量子アルゴリズムの実現可能性と正しさを実証した。
また、テストを通じて適切なパラメータ設定を提供し、1%以内の相対誤差を抑えながら必要な量子ゲート数の最小化を可能にした。
この研究は、量子コンピューティングを電子回折シミュレーションに適用し、量子優位性を達成する可能性を示す。
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