論文の概要: Co-Designing Eigen- and Singular-value Transformation Oracles: From Algorithmic Applications to Hardware Compilation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.16029v1
- Date: Sat, 22 Feb 2025 01:29:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-25 15:52:30.038602
- Title: Co-Designing Eigen- and Singular-value Transformation Oracles: From Algorithmic Applications to Hardware Compilation
- Title（参考訳）: 固有値と特異値の変換を共設計するOracle:アルゴリズム応用からハードウェアコンパイルへ
- Authors: Luke Bell, Yan Wang, Kevin C. Smith, Yuan Liu, Eugene Dumitrescu, S. M. Girvin,
- Abstract要約: 我々は、ハイブリッド離散/連続変数(qubit/qumode)ハードウェア上で効率的に実装できる量子固有値変換オラクルのファミリーを共同設計する。
エンド・ツー・エンドのコンパイル -- 短期および大規模の量子プロセッサの両方に適用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.932361510369811
- License:
- Abstract: We co-design a family of quantum eigenvalue transformation oracles that can be efficiently implemented on hybrid discrete/continuous-variable (qubit/qumode) hardware. To showcase the oracle's representation-theoretic power, and near-term experimental accessibility, we encode a Gaussian imaginary time evolution spectral filter. In doing so, we define a continuous linear combination of unitaries block-encoding. Due to the ancilla qumode's infinite-dimensional nature, continuous variable qumodes constitute a powerful compilation tool for encoding continuous spectral functions without discretization errors while minimizing resource requirements. We then focus on the ubiquitous task of eigenstate preparation in quantum spin models. For completeness, we provide an end-to-end compilation -- applicable in both near-term and large-scale quantum processors -- expressing high-level oracles in terms of an experimentally realizable instruction set architecture. Our algorithms scale linearly with the spatial extent of the target system, and we provide details for 1D and 2D examples. Finally, we examine the leading-order effects of physical errors and highlight open research directions.
- Abstract（参考訳）: 我々は、ハイブリッド離散/連続変数(qubit/qumode)ハードウェア上で効率的に実装できる量子固有値変換オラクルのファミリーを共同設計する。
オラクルの表現論的パワー、および短期的な実験的アクセシビリティを示すために、ガウスの想像時間進化スペクトルフィルタを符号化する。
このようにして、ユニタリブロックエンコーディングの連続的な線形結合を定義する。
アンシラキューモデの無限次元の性質のため、連続変数キューモデはリソース要件を最小化しつつ、離散化エラーを伴わずに連続スペクトル関数を符号化する強力なコンパイルツールを構成する。
次に、量子スピンモデルにおける固有状態準備のユビキタスなタスクに焦点を当てる。
完全性のために、実験的に実現可能な命令セットアーキテクチャの観点から、高レベルのオラクルを表現するエンドツーエンドのコンパイル -- 短期および大規模量子プロセッサの両方に適用できる。
提案アルゴリズムは,対象システムの空間的範囲と線形にスケールし,1次元および2次元の例について詳細に述べる。
最後に,物理誤差の先行的な影響について検討し,オープンな研究の方向性を明らかにする。
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