論文の概要: Near-Term Spin-Qubit Architecture Design via Multipartite Maximally-Entangled States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.12874v1
- Date: Tue, 17 Dec 2024 12:55:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-18 13:58:02.898605
- Title: Near-Term Spin-Qubit Architecture Design via Multipartite Maximally-Entangled States
- Title（参考訳）: マルチパーティイト最大絡み合い状態による短期スピンキュービットアーキテクチャ設計
- Authors: Nikiforos Paraskevopoulos, Matthew Steinberg, Brennan Undseth, Xiao Xue, Aritra Sarkar, Lieven M. K. Vandersypen, Sebastian Feld,
- Abstract要約: 回路レベルの忠実度測定とともに、真の多部量子絡み合いの質を確認する4つの指標を導入する。
我々は,スピンキュービットデバイスの期待するハードウェア特性と適切なコンパイル手法を組み合わせたシミュレーションを考案した。
疎結合なスピン量子格子は、我々の測定値と最も高接続のデバイスアーキテクチャの値に匹敵する値に近づくことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.589509357008938
- License:
- Abstract: The design and benchmarking of quantum computer architectures traditionally rely on practical hardware restrictions, such as gate fidelities, control, and cooling. At the theoretical and software levels, numerous approaches have been proposed for benchmarking quantum devices, ranging from, inter alia, quantum volume to randomized benchmarking. In this work, we utilize the quantum information-theoretic properties of multipartite maximally-entangled quantum states, in addition to their correspondence with quantum error correction codes, permitting us to quantify the entanglement generated on near-term bilinear spin-qubit architectures. For this aim, we introduce four metrics which ascertain the quality of genuine multipartite quantum entanglement, along with circuit-level fidelity measures. As part of the task of executing a quantum circuit on a device, we devise simulations which combine expected hardware characteristics of spin-qubit devices with appropriate compilation techniques; we then analyze three different architectural choices of varying lattice sizes for bilinear arrays, under three increasingly realistic noise models. We find that if the use of a compiler is assumed, sparsely-connected spin-qubit lattices can approach comparable values of our metrics to those of the most highly-connected device architecture. Even more surprisingly, by incorporating crosstalk into our last noise model, we find that, as error rates for crosstalk approach realistic values, the benefits of utilizing a bilinear array with advanced connectivity vanish. Our results highlight the limitations of adding local connectivity to near-term spin-qubit devices, and can be readily adapted to other qubit technologies. The framework developed here can be used for analyzing quantum entanglement on a device before fabrication, informing experimentalists on concomitant realistic expectations.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータアーキテクチャの設計とベンチマークは、伝統的にゲートの忠実性、制御、冷却といった実用的なハードウェアの制約に依存していた。
理論的およびソフトウェアレベルでは、インターエイリアス、量子ボリュームからランダム化ベンチマークまで、量子デバイスをベンチマークするための多くのアプローチが提案されている。
本研究では,多部量子状態の量子情報理論特性を利用し,量子誤り訂正符号との対応に加えて,近距離双線形スピン量子ビットアーキテクチャ上で発生する絡み合いの定量化を可能にする。
この目的のために,本研究では,回路レベルの忠実度測定とともに,真の多部量子絡み合いの質を確認する4つの指標を紹介する。
デバイス上で量子回路を実行するタスクの一環として,スピンキュービットデバイスの期待するハードウェア特性と適切なコンパイル手法を組み合わせたシミュレーションを考案し,さらに,より現実的な3つのノイズモデルの下で,バイリニアアレイの格子サイズの異なる3つの異なるアーキテクチャ選択を解析した。
コンパイラの使用を仮定すると、疎結合のスピン量子格子は、最も高接続のデバイスアーキテクチャのそれと同等の値に近づくことができる。
さらに驚くべきことに、クロストークを最後のノイズモデルに組み込むことで、クロストークのエラー率が現実的な値に近づくにつれ、高度な接続性を備えたバイリニアアレイを利用することの利点がなくなる。
この結果から,短期的なスピン量子デバイスへのローカル接続の限界が強調され,他の量子ビット技術にも容易に対応できることがわかった。
ここで開発されたフレームワークは、製造前にデバイス上の量子エンタングルメントを分析するのに使用することができ、実験者が共謀的な現実的な期待について伝えることができる。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum
State Fidelity [50.387179833629254]
我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。
Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。
他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z) - Multimodal deep representation learning for quantum cross-platform
verification [60.01590250213637]
初期の量子コンピューティングの領域において重要な取り組みであるクロスプラットフォーム検証は、同一のアルゴリズムを実行する2つの不完全な量子デバイスとの類似性を特徴づけようと試みている。
本稿では,この課題におけるデータの形式化が2つの異なるモダリティを具現化する,革新的なマルチモーダル学習手法を提案する。
我々はこれらのモダリティから知識を独立して抽出するマルチモーダルニューラルネットワークを考案し、続いて融合操作により包括的データ表現を生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-07T04:35:03Z) - Characterizing the Inter-Core Qubit Traffic in Large-Scale Quantum Modular Architectures [2.465579331213113]
大規模回路におけるモノリシック・テンポラル・コア間通信の時代の先駆的な特徴について述べる。
プログラムは、最大1000量子ビットをサポートする全対全接続コアアーキテクチャで実行される。
実証結果に基づいて,量子回路をマルチコアプロセッサにマッピングするための一連のガイドラインを提供し,大規模マルチコアアーキテクチャのベンチマークの基礎を定めている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-03T09:54:41Z) - Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections
and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。
我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z) - On-the-fly Tailoring towards a Rational Ansatz Design for Digital
Quantum Simulations [0.0]
量子デバイスで物理的に実現可能な低深さ量子回路を開発することが不可欠である。
我々は,最適なアンサッツを動的に調整できるアンサッツ構成プロトコルを開発した。
アンザッツの構成は、エネルギーソートと演算子の可換性事前スクリーニングによって並列量子アーキテクチャで実行される可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-07T11:22:01Z) - Characterizing Qubit Traffic of a Quantum Intranet aiming at Modular
Quantum Computers [1.8602413562219944]
量子コアプロセッサは、量子コンピュータのスケーラビリティの究極の解決策として考えられている。
本稿では,マルチチップ相互接続型量子コンピュータで動作する量子回路の時間的特性評価を行う手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-31T21:33:17Z) - A scalable superconducting quantum simulator with long-range
connectivity based on a photonic bandgap metamaterial [0.0]
超伝導フォトニックバンドギャップメタマテリアルに局所的に接続された量子ビットの線形配列に基づく量子シミュレータアーキテクチャを提案する。
メタマテリアルは量子バスとして、量子ビットと量子ビットの相互作用を媒介し、また多重量子ビット状態測定のための読み出しチャネルとして機能する。
我々は、量子多体カオスに基づく測定効率の高いプロトコルを用いて、システムのハミルトニアンを特徴づける。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-26T06:51:54Z) - Feasible Architecture for Quantum Fully Convolutional Networks [4.849886707973093]
本稿では,ノイズの多い中間規模量子デバイス上で動作可能な,実現可能な純粋量子アーキテクチャを提案する。
本研究は、純粋量子完全畳み込みネットワークのトレーニングを成功させ、それをハイブリッドソリューションと比較することで利点を論じるものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-05T01:06:54Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Tensor Network Quantum Virtual Machine for Simulating Quantum Circuits
at Exascale [57.84751206630535]
本稿では,E-scale ACCelerator(XACC)フレームワークにおける量子回路シミュレーションバックエンドとして機能する量子仮想マシン(TNQVM)の近代化版を提案する。
新バージョンは汎用的でスケーラブルなネットワーク処理ライブラリであるExaTNをベースにしており、複数の量子回路シミュレータを提供している。
ポータブルなXACC量子プロセッサとスケーラブルなExaTNバックエンドを組み合わせることで、ラップトップから将来のエクサスケールプラットフォームにスケール可能なエンドツーエンドの仮想開発環境を導入します。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-21T13:26:42Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。