論文の概要: Pulse-optimised circuit elements for scalable and noise-resilient quantum chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.17357v1
• Date: Mon, 15 Jun 2026 23:13:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-17 17:15:32.171625
• Title: Pulse-optimised circuit elements for scalable and noise-resilient quantum chemistry
• Title（参考訳）: 拡張性および耐雑音性量子化学のためのパルス最適化回路素子
• Authors: Henrik Gothen, Christopher K. Long, Djamila Hiller, Yunming Qian, Crispin H. W. Barnes, Normann Mertig, David R. M. Arvidsson-Shukur,
• Abstract要約: 我々は,現在のアルゴリズムランタイムを大幅に削減する手法を開発した。 本稿では,変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムの直接実装のためのハードウェア調整パルスを構築するために,勾配上昇パルス工学を用いる。 シリコンスピン量子ビット量子プロセッサ上での手法を数値的に実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Useful chemistry calculations on near-term quantum processors are hindered by current algorithmic runtimes. We develop a methodology to significantly reduce these runtimes. Typically, variational quantum eigensolver (VQE) algorithms are implemented as sequences of primitive gates. Our methodology instead relies on gradient-ascent pulse engineering to construct hardware-tailored pulses for the direct implementation of VQEs. As problem sizes increase, it quickly becomes intractable to optimise a pulse that implements an entire VQE ansatz circuit. However, leading VQEs are constructed in a modular fashion. A problem-tailored VQE is assembled from parameterised circuit elements that simulate hopping between two or four electronic spin orbitals. We show that these circuit elements can be implemented more efficiently using hardware-tailored pulses. We numerically demonstrate our methodology on a silicon spin-qubit quantum processor. We find that common circuit elements, known as single- and double-qubit excitations, can be implemented in less than 289 ns and 927 ns, respectively. Compared with conventional gate-based implementations, our pulse-accelerated qubit excitations provide a scalable approach for faster and therefore more noise-robust quantum chemistry simulations by reducing VQE runtimes by up to a factor of 15.3.
• Abstract（参考訳）: 短期量子プロセッサ上の有用な化学計算は、現在のアルゴリズムランタイムによって妨げられる。 我々はこれらのランタイムを大幅に削減する方法論を開発した。 通常、変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムはプリミティブゲートのシーケンスとして実装される。 我々の手法は、VQEの直接実装のためのハードウェア調整パルスを構築するために、勾配上昇パルス工学に依存している。 問題のサイズが大きくなると、VQEアンザッツ回路全体を実装するパルスを最適化することが急速に難しくなる。 しかしながら、主要なVQEはモジュラー方式で構築されている。 問題調整VQEは、2つまたは4つの電子スピン軌道間のホッピングをシミュレートするパラメータ化回路素子から組み立てられる。 これらの回路要素は、ハードウェア調整パルスを用いてより効率的に実装できることを示す。 シリコンスピン量子ビット量子プロセッサ上での手法を数値的に実証する。 289 ns と 927 ns 未満で実装できることが判明した。 従来のゲートベースの実装と比較して、パルス加速量子ビット励起は、VQEランタイムを最大15.3倍に減らし、より高速でよりノイズの多い量子化学シミュレーションのためのスケーラブルなアプローチを提供する。

関連論文リスト

• Lazy Qubit Reordering for Accelerating Parallel State-Vector-based Quantum Circuit Simulation [0.0]
  量子回路シミュレーションのための2つの量子演算スケジューリング手法を提案する。 提案手法は、qubitリオーダーによる全対全通信を削減する。 本稿では,変分量子固有解法(VQE)シミュレーションにおける2つの主要な手順に適したこれらの手法を開発した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-05T18:20:37Z)
• Block encoding bosons by signal processing [0.0]
  単位行列に対する量子特異値変換(QSVT)や量子固有値変換(QETU)といったQSPベースの手法がBEの実装に有効に利用できることを示す。 本稿では,QSVTアルゴリズムとQETUアルゴリズムと組み合わせて,格子ボソンに対するハミルトニアンの符号化をブロックするいくつかの例を示す。 QSVTをBEに使用すると、サイト毎のキュービット数で最高のゲートカウントスケーリングが得られるが、LOVE-LCUは最大$lesssim11$ qubitsの演算子に対して、他のすべてのメソッドよりも優れている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-29T18:00:02Z)
• Quantum Compiling with Reinforcement Learning on a Superconducting Processor [55.135709564322624]
  超伝導プロセッサのための強化学習型量子コンパイラを開発した。 短絡の新規・ハードウェア対応回路の発見能力を示す。 本研究は,効率的な量子コンパイルのためのハードウェアによるソフトウェア設計を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-18T01:49:48Z)
• Fast elementary gates for universal quantum computation with Kerr parametric oscillator qubits [0.0]
  カーパラメトリック発振器(KPO)は、量子ビットとして使用できるコヒーレント状態の重ね合わせを安定化することができ、ハードウェア効率の良い量子コンピュータを実現するための有望な候補である。 KPO量子ビットを用いた普遍量子計算のための基本ゲートが提案されているが、これらのゲートは通常、断熱演算に基づいており、長いゲート時間を必要とする。 本研究では,短絡から断熱へのパルス形状の数値最適化を基礎として,実験的に実現可能な制御手法により基本ゲートを高速化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-31T01:03:21Z)
• Direct pulse-level compilation of arbitrary quantum logic gates on superconducting qutrits [36.30869856057226]
  任意のqubitおよびqutritゲートを高忠実度で実現でき、ゲート列の長さを大幅に削減できることを示す。 最適制御ゲートは少なくとも3時間ドリフトでき、同じ校正パラメータを全ての実装ゲートに利用できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-07T22:15:43Z)
• Iterative Qubit Coupled Cluster using only Clifford circuits [36.136619420474766]
  古典的に容易に生成できる理想的な状態準備プロトコルを特徴付けることができる。 繰り返し量子ビット結合クラスタ(iQCC)の変種を導入して,これらの要件を満たす手法を提案する。 本研究では, チタン系化合物Ti(C5H5)(CH3)3と (20, 20) 活性空間の複雑な系に研究を拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-18T20:31:10Z)
• Robust resource-efficient quantum variational ansatz through evolutionary algorithm [0.46180371154032895]
  Vari Quantum Algorithm (VQAsational) は、短期デバイスにおける量子優位性を実証するための有望な手法である。 我々は、広く使われているハードウェア効率の良いアンサッツのような固定VQA回路設計は、必ずしも不完全性に対して堅牢ではないことを示す。 本稿では,ゲノム長調整可能な進化アルゴリズムを提案し,回路アンサッツおよびゲートパラメータの変動に最適化されたロバストなVQA回路を設計する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-28T12:14:11Z)
• Pulse-level noisy quantum circuits with QuTiP [53.356579534933765]
  我々はQuTiPの量子情報処理パッケージであるqutip-qipに新しいツールを導入する。 これらのツールはパルスレベルで量子回路をシミュレートし、QuTiPの量子力学解法と制御最適化機能を活用する。 シミュレーションプロセッサ上で量子回路がどのようにコンパイルされ、制御パルスがターゲットハミルトニアンに作用するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-20T17:06:52Z)
• Fast and differentiable simulation of driven quantum systems [58.720142291102135]
  我々は、ダイソン展開に基づく半解析手法を導入し、標準数値法よりもはるかに高速に駆動量子系を時間発展させることができる。 回路QEDアーキテクチャにおけるトランスモン量子ビットを用いた2量子ゲートの最適化結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T21:43:38Z)

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。