Strategi baru untuk mengimplementasikan gerbang yang melibatkan XY dalam arsitektur qubit superkonduktor
Semiconductor

Strategi baru untuk mengimplementasikan gerbang yang melibatkan XY dalam arsitektur qubit superkonduktor


Kesetiaan XY (

Selama dekade terakhir ini, tim peneliti di seluruh dunia telah mencoba mengembangkan perangkat dan komponen perangkat keras untuk pemrosesan informasi kuantum. Kinerja dari sebagian besar perangkat yang muncul ini sangat bergantung pada implementasi rangkaian yang dioptimalkan yang dapat meminimalkan kedalaman rangkaian.

Cara yang mungkin untuk mencapai ini adalah dengan menggunakan gerbang asli yang lebih mahal dan canggih. Gerbang dua qubit XY terbukti sangat menjanjikan untuk mengurangi kedalaman sirkuit generik, sekaligus meningkatkan kinerja prosesor kuantum pada masalah tertentu.

Para peneliti di Rigetti Computing baru-baru ini mendemonstrasikan potensi penggunaan gerbang yang melibatkan XY untuk meningkatkan kinerja arsitektur qubit superkonduktor berbasis tansmon. Pendekatan mereka, diuraikan dalam makalah yang diterbitkan di Nature Electronics, hanya memerlukan penggunaan satu pulsa yang dikalibrasi.

“Dalam upaya untuk meningkatkan kinerja prosesor kuantum, adalah menguntungkan untuk menawarkan kumpulan gerbang asli yang ekspresif untuk mengurangi overhead kompilasi dari algoritme ke perangkat keras,” Dr. Nicolas Didier, salah satu peneliti yang melakukan penelitian, memberi tahu Tech Xplore. “Khususnya untuk algoritme kuantum variasional, akan membantu jika memiliki keluarga gerbang yang terus melibatkan. Dalam pekerjaan ini, kami mengembangkan implementasi yang efisien dari keluarga XY pada qubit pemancar.”

Didier dan rekan-rekannya merancang strategi baru untuk menerapkan gerbang yang menjerat dalam arsitektur qubit superkonduktor berbasis transmon. Metode ini memungkinkan mereka untuk mengontrol fase interaksi qubit-qubit dalam arsitektur dengan menerapkan pulsa fluks.

“Untuk menghasilkan keluarga XY penuh, kami cukup membagi gerbang iSWAP menjadi dua gerbang √iSWAP dan mengubah fase di antaranya,” kata Didier. “Keluarga lengkap diperoleh dengan mengkalibrasi hanya pulsa untuk √iSWAP, ini menyediakan metode yang efisien untuk menyetel ulang prosesor kuantum kami secara teratur. (ISWAP = XY (π) dan √iSWAP = XY (π / 2), akar kuadrat iSWAP ). “

Strategi baru memungkinkan penerapan gerbang yang melibatkan XY dalam sistem superkonduktor yang mereka terapkan, dengan tingkat ketepatan yang tinggi. Didier dan rekan-rekannya juga mendemonstrasikan bahwa metode mereka dapat digunakan untuk mengimplementasikan algoritma pengoptimalan perkiraan kuantum, mengurangi kedalaman sirkuit sekitar 30% dibandingkan dengan strategi yang hanya menggunakan gerbang CZ.

“Kami membuat gerbang keluarga XY dengan kesetiaan antara 96 ​​dan 99%,” kata Didier. “Gerbang ini dioperasikan pada sweet spot dinamis untuk mengurangi dephasing karena kebisingan fluks yang lambat. Kami juga mengilustrasikan keuntungan set ekspresif gerbang asli pada algoritme QAOA, menunjukkan bahwa menggabungkan iSWAP dan CZ memberikan pengurangan kedalaman gerbang sebesar 30%. “

Strategi yang disajikan oleh tim peneliti ini pada akhirnya dapat menginformasikan pengembangan prosesor informasi kuantum yang berkinerja lebih baik dan lebih efisien. Dalam makalah mereka, para peneliti menunjukkan bahwa strategi dekomposisi gerbang mereka dapat diperluas ke jenis gerbang asli lainnya, yang dapat memungkinkan pengurangan lebih lanjut dalam kedalaman sirkuit.

“Pendekatan kami dapat diperluas ke keluarga CPHASE gerbang dua qubit, dan keluarga CCPHASE gerbang tiga qubit dengan mengkalibrasi hanya dua pulsa, dengan pengurangan kedalaman 2-6x dibandingkan implementasi sebelumnya,” kata Didier. “Pengguna prosesor kuantum Rigetti dapat mencoba mengurangi kedalaman gerbang yang dikompilasi sendiri menggunakan Quil-T, antarmuka kontrol tingkat-denyut kami.”


Peneliti berhasil mensimulasikan sirkuit 64 qubit


Informasi lebih lanjut:
Implementasi gerbang yang melibatkan XY dengan pulsa terkalibrasi tunggal. Nature Electronics(2020). DOI: 10.1038 / s41928-020-00498-1

© 2021 Science X Network

Kutipan: Strategi baru untuk mengimplementasikan gerbang keterlibatan XY dalam arsitektur qubit superkonduktor (2021, 7 Januari) diambil pada 7 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-strategy-xy-entangling-gates-superconducting.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : http://54.248.59.145/