論文の概要: Application Scale Quantum Circuit Compilation with Controlled Error

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.18000v2
• Date: Mon, 27 Oct 2025 19:41:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-29 13:20:32.851759
• Title: Application Scale Quantum Circuit Compilation with Controlled Error
• Title（参考訳）: 制御誤差を用いた応用スケール量子回路コンパイル
• Authors: Justin Kalloor, Lucas Kovalsky, Mathias Weiden, John Kubiatowicz, Ed Younis, Costin Iancu, Mohan Sarovar,
• Abstract要約: 我々は、量子回路のコンパイルと最適化においてトレードオフを管理し、最適化するための実用的なワークフローを開発する。 最大380量子ビットで動作するベンチマークアルゴリズム回路のワークフローを実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5546281258530152
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Compilation and optimization of quantum circuits are critical components in the execution of algorithms on quantum computers. These components must successfully balance two competing priorities: minimizing the number of expensive resources, such as two-qubit gates or arbitrary angle single-qubit rotations, and minimizing the approximation error of the compiled circuit to the ideal target unitary describing the quantum algorithm. We develop a practical workflow for managing and optimizing this tradeoff, which enables quantum circuit compilation and optimization at scales of hundreds of qubits. Our workflow is able to tackle circuits at such large scales while providing rigorous guarantees on circuit output error by leveraging circuit partitioning and the notion of averaging over circuit ensembles. We demonstrate our workflow on several benchmark algorithmic circuits acting on up to 380 qubits, and show that it can simultaneously achieve substantial reductions in resource-intensive gates and control output errors, offering a practical and scalable strategy for both near-term and fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子回路のコンパイルと最適化は、量子コンピュータ上でのアルゴリズムの実行において重要な要素である。 これらのコンポーネントは、2キュービットゲートや任意の角度の単一キュービット回転などの高価なリソースの数を最小化することと、コンパイルされた回路の近似誤差を量子アルゴリズムを記述する理想的なターゲットユニタリに最小化することの2つの競合する優先順位のバランスをとる必要がある。 このトレードオフを管理し最適化するための実用的なワークフローを開発し、数百量子ビットのスケールでの量子回路のコンパイルと最適化を可能にする。 回路分割と回路アンサンブルに対する平均化の概念を利用して,回路出力誤差の厳密な保証を図りながら,このような大規模に回路に取り組むことができる。 最大380量子ビットで動作するベンチマークアルゴリズム回路のワークフローを実演し、資源集約ゲートの大幅な削減と出力誤差の制御を同時に達成できることを示し、短期的およびフォールトトレラントな量子コンピューティングのための実用的でスケーラブルな戦略を提供する。

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