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講演抄録/キーワード
講演名 2019-11-18 17:30
1量子ビット操作による仮想的な2量子ビットゲート
御手洗光祐藤井啓祐阪大
抄録 (和) はじめに, ある種の非局所的な操作が局所的な操作へと分解できることを示したのち, その結果を用いて2量子ビットゲートを1量子ビットの操作の組へと分解する方法を示す. 必要となる1量子ビット操作はパウリ基底への射影測定とx, y, z軸に関する$pi/2$回転である. この方法によって分解した2量子ビットゲートの数を$k$とすると, 元の量子回路におけるある演算子の期待値を$epsilon$の精度で得るために必要な量子回路の数は $O(9^k/epsilon^2)$ でスケールする. この結果は, 例えば直接相互作用の無い量子ビット間に``仮想的''な量子ゲートを作用させることに使える. また, [Peng, textit{et al.}, arXiv:1904.00102] によって提案された, 多くの量子ビットが必要となる量子回路をより少ない量子ビット数の回路へと分解するというアイデアにも応用可能である. 
(英) We show a certain kind of non-local operations can be decomposed into a sequence of local operations. Utilizing the result, we describe a strategy to decompose a general two-qubit gate to a sequence of single-qubit operations. Required operations are projective measurement of a qubit in Pauli basis, and $pi/2$ rotation around x, y, and z axes. The required number of circuit runs to get an expectation value of a target observable within an error of $epsilon$ is roughly $O(9^k/epsilon^2)$, where $k$ is the number of ``cuts'' performed. The proposed technique enables to perform ``virtual'' gates between a distant pair of qubits, where there is no direct interaction and thus a number of swap gates are inevitable otherwise. It can also be utilized to improve the simulation of a large quantum computer with a small-sized quantum device, which is an idea put forward by [Peng, textit{et al.}, arXiv:1904.00102]. This work can enhance the connectivity of qubits on near-term, noisy quantum computers.
キーワード (和) 量子アルゴリズム / 量子ゲート / 局所操作 / 非局所操作 / / / /  
(英) Quantum algorithm / Quantum gate / Local operation / Non-local operation / / / /  
文献情報 信学技報
資料番号  
発行日  
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 QIT  
開催期間 2019-11-18 - 2019-11-19 
開催地(和) 学習院大学 
開催地(英) Gakushuin University 
テーマ(和) 量子情報, 一般 
テーマ(英) Quantum Information 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 QIT 
会議コード 2019-11-QIT 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 1量子ビット操作による仮想的な2量子ビットゲート 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Virtual two-qubit gate from single-qubit operations 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 量子アルゴリズム / Quantum algorithm  
キーワード(2)(和/英) 量子ゲート / Quantum gate  
キーワード(3)(和/英) 局所操作 / Local operation  
キーワード(4)(和/英) 非局所操作 / Non-local operation  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 御手洗 光祐 / Kosuke Mitarai / ミタライ コウスケ
第1著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 藤井 啓祐 / Keisuke Fujii / フジイ ケイスケ
第2著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
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講演者
発表日時 2019-11-18 17:30:00 
発表時間 20 
申込先研究会 QIT 
資料番号  
巻番号(vol)  
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