論文の概要: Efficient compilation of quantum circuits using multi-qubit gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.17246v1
- Date: Tue, 28 Jan 2025 19:08:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-30 15:53:53.428140
- Title: Efficient compilation of quantum circuits using multi-qubit gates
- Title（参考訳）: マルチキュービットゲートを用いた量子回路の効率的なコンパイル
- Authors: Jonathan Nemirovsky, Maya Chuchem, Yotam Shapira,
- Abstract要約: 本稿では,Ising型,長距離,マルチキュービット・エンタングリングゲートのシーケンスに一般回路分解を実装したコンパイル方式を提案する。
我々は,2量子ゲートを用いた従来の実現法と比較して,量子ボリュームの対数関係を20%$から25%$に改善することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: As quantum processors grow in scale and reliability, the need for efficient quantum gate decomposition of circuits to a set of specific available gates, becomes ever more critical. The decomposition of a particular algorithm into a sequence of these available gates is not unique. Thus, the fidelity of an algorithm's implementation can be increased by choosing an optimized decomposition. This is true both for noisy intermediate-scale quantum platforms as well as for implementation of quantum error correction schemes. Here we present a compilation scheme which implements a general-circuit decomposition to a sequence of Ising-type, long-range, multi-qubit entangling gates, that are separated by layers of single qubit rotations. We use trapped ions as an example in which multi-qubit gates naturally arise, yet any system that has connectivity beyond nearest-neighbors may gain from our approach. We evaluate our methods using the quantum volume test over $N$ qubits. In this context, our method replaces $3N^2/2$ two-qubit gates with $2N+1$ multi-qubit gates. Furthermore, our method minimizes the magnitude of the entanglement phases, which typically enables an improved implementation fidelity, by using weaker driving fields or faster realizations. We numerically test our compilation and show that, compared to conventional realizations with sequential two-qubit gates, our compilations improves the logarithm of quantum volume by $20\%$ to $25\%$.
- Abstract（参考訳）: 量子プロセッサのスケールと信頼性が向上するにつれて、回路の特定の利用可能なゲートの集合への効率的な量子ゲート分解の必要性はさらに重要になる。
特定のアルゴリズムをこれらの利用可能なゲートの列に分解することはユニークではない。
これにより、最適化された分解を選択することにより、アルゴリズムの実装の忠実度を高めることができる。
これはノイズの多い中間スケールの量子プラットフォームにも、量子エラー補正スキームの実装にも当てはまる。
本稿では,単一キュービット回転の層で分離されたIsing型,長距離,マルチキュービットエンタングルゲートの列に対して,一般回路分解を実装するコンパイル方式を提案する。
我々は、マルチキュービットゲートが自然に発生する例として、閉じ込められたイオンを用いるが、最も近い隣り合う接続性を持つシステムは、我々のアプローチから得られるかもしれない。
N$ qubits以上の量子ボリュームテストを用いて,本手法の評価を行った。
この文脈では、3N^2/2$2キュービットゲートを2N+1$マルチキュービットゲートに置き換える。
さらに,本手法は,より弱い駆動場や高速な実現により,実装の忠実度の向上を可能にするため,エンタングルメント位相の最大化を図っている。
我々は, 逐次2量子ゲートを用いた従来の実現法と比較して, 量子ボリュームの対数関係を20 %$から25 %$に改善したことを示す。
関連論文リスト
- Optimization Driven Quantum Circuit Reduction [20.697821016522358]
本稿では,回路長を大幅に削減する3つの異なるトランスパイレーション手法を提案する。
最初の変種は検索スキームに基づいており、他の変種はデータベース検索スキームと機械学習に基づく意思決定支援によって駆動される。
提案手法は,異なるキースキット最適化レベルを用いて得られた典型的な結果に比較して,制限ゲート集合に対する短い量子回路を生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-20T16:41:10Z) - Multi-qubit Lattice Surgery Scheduling [3.7126786554865774]
量子回路は、唯一の非クリフォード多ビットゲートの列に変換できる。
本研究では, トランスパイレーションにより, テストした回路の回路長が大幅に減少することを示す。
結果として生じるマルチキュービットゲート回路は、シリアル実行よりも期待される回路実行時間を短縮する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-27T22:41:41Z) - A multiple-circuit approach to quantum resource reduction with application to the quantum lattice Boltzmann method [39.671915199737846]
量子格子ボルツマン法(QLBM)における非圧縮性ナビエ-ストークス方程式の多重回路アルゴリズムを提案する。
提案法は2次元蓋駆動キャビティフローに対して検証および実証を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-20T15:32:01Z) - Quantum circuit synthesis via a random combinatorial search [0.0]
我々はランダムな探索手法を用いて、完全な量子状態準備や任意のターゲットを持つユニタリ演算子合成を実装した量子ゲート列を求める。
完全忠実度量子回路の分数は、回路サイズが単位忠実度を達成するために必要な最小回路サイズを超えると、急速に増加することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-29T00:59:29Z) - High-fidelity parallel entangling gates on a neutral atom quantum
computer [41.74498230885008]
最大60個の原子に99.5%の忠実度を持つ2量子エンタングリングゲートの実現を報告した。
これらの進歩は、量子アルゴリズム、誤り訂正回路、デジタルシミュレーションの大規模実装の基礎となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-11T18:00:04Z) - Universal qudit gate synthesis for transmons [44.22241766275732]
超伝導量子プロセッサを設計する。
本稿では,2量子共振共振ゲートを備えたユニバーサルゲートセットを提案する。
ノイズの多い量子ハードウェアのための$rm SU(16)$ゲートの合成を数値的に実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-08T18:59:53Z) - Software mitigation of coherent two-qubit gate errors [55.878249096379804]
2量子ゲートは量子コンピューティングの重要な構成要素である。
しかし、量子ビット間の不要な相互作用(いわゆる寄生ゲート)は、量子アプリケーションの性能を低下させる。
寄生性2ビットゲート誤差を軽減するための2つのソフトウェア手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-08T17:37:27Z) - Approaching the theoretical limit in quantum gate decomposition [0.0]
本稿では,CNOT$ゲート数を持つ1量子および2量子ビットの量子ゲートを用いて,一般量子プログラムを分解する新しい数値計算手法を提案する。
本手法は, 既設計量子回路における単一量子ビット回転ゲートに関するパラメータの逐次最適化に基づく。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-14T15:36:22Z) - 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) - Efficient decomposition of unitary matrices in quantum circuit compilers [0.0]
ユニタリ分解は、量子アルゴリズムを任意の量子ゲートの集合にマッピングするのに広く用いられる方法である。
本実装では,CNOTゲート数の半分,回路長の3分の1の回路を生成する。
それに加えて、最大10倍高速である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-08T12:54:27Z) - Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with
Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。
本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。
この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-11T17:20:51Z)
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。