論文の概要: Characterizing and Benchmarking Dynamic Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03360v1
- Date: Fri, 03 Apr 2026 17:31:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.537027
- Title: Characterizing and Benchmarking Dynamic Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 動的量子回路の特性評価とベンチマーク
- Authors: Sumeet Shirgure, Efekan Kökcü, Anupam Mitra, Wibe Albert de Jong, Costin Iancu, Siyuan Niu,
- Abstract要約: dynamarqは動的回路のためのスケーラブルでハードウェアに依存しないベンチマークフレームワークである。
これらの動的回路の構造を特徴付けるための幅広い回路特徴セットを提案する。
我々のフレームワークは、量子ハードウェア上で高い実行精度を達成するために、動的回路の設計と最適化のための洞察を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.341649735289308
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dynamic quantum circuits with mid-circuit measurements (MCMs) and feed-forward operations play a crucial role in various applications, such as quantum error correction and quantum algorithms. With advancements in quantum hardware enabling the implementation of MCM and feed-forward loops, the use of dynamic circuits has become increasingly prevalent. There is a significant need for a benchmarking framework specially designed for dynamic circuits to capture their unique properties, as current benchmarking tools are designed primarily for unitary circuits and cannot be trivially extended to dynamic circuits. We propose dynamarq, a scalable and hardware-agnostic benchmarking framework for dynamic circuits. We collect a set of dynamic circuit benchmarks spanning various applications and propose a broad set of circuit features to characterize the structure of these dynamic circuits. We run them on two IBM quantum processors and the Quantinuum Helios-1E emulator, and propose scalable, application-dependent fidelity scores for each benchmark based on hardware execution results. We perform statistical modeling to identify correlations between circuit features and fidelity scores, and demonstrate highly accurate fidelity prediction using our model. Our model parameters are also transferable across hardware backends and calibration cycles. Our framework facilitates the understanding of dynamic circuit structures and provides insights for designing and optimizing dynamic circuits to achieve high execution fidelity on quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 中間回路計測(MCM)とフィードフォワード演算を備えた動的量子回路は、量子誤差補正や量子アルゴリズムなどの様々な応用において重要な役割を果たす。
量子ハードウェアの進歩により、MCMとフィードフォワードループの実装が可能となり、動的回路の利用がますます広まりつつある。
現在のベンチマークツールは、主に単体回路用に設計されており、動的回路に簡単に拡張できないため、動的回路のために特別に設計されたベンチマークフレームワークが必要である。
動的回路のためのスケーラブルでハードウェアに依存しないベンチマークフレームワークであるdynamarqを提案する。
様々なアプリケーションにまたがる一連の動的回路ベンチマークを収集し、これらの動的回路の構造を特徴付けるための幅広い回路特徴セットを提案する。
我々は2つのIBM量子プロセッサとQuantinuum Helios-1Eエミュレータ上でそれらを実行し、ハードウェア実行結果に基づいて各ベンチマークに対するスケーラブルでアプリケーション依存の忠実度スコアを提案する。
我々は,回路特徴と忠実度スコアの相関関係を統計的に同定し,高精度な忠実度予測を行う。
私たちのモデルパラメータは、ハードウェアバックエンドやキャリブレーションサイクル間でも転送可能です。
本フレームワークは,動的回路構造の理解を促進し,量子ハードウェア上での高実行忠実性を実現するために,動的回路の設計と最適化のための洞察を提供する。
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