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Synthesis of discrete-continuous quantum circuits with multimodal diffusion models

Created by
  • Haebom

저자

Florian Furrutter, Zohim Chandani, Ikko Hamamura, Hans J. Briegel, Gorka Munoz-Gil

개요

본 논문은 양자 컴퓨팅의 주요 병목 현상인 양자 연산의 효율적인 컴파일 문제를 해결하기 위해 다중 모드 탈잡음 확산 모델을 제안합니다. 이 모델은 회로 구조와 연속적인 파라미터를 동시에 생성하여 목표 유니터리를 컴파일하는데, 이산 게이트 선택과 파라미터 예측을 위한 두 개의 독립적인 확산 과정을 활용합니다. 기존의 탐색 알고리즘과 기울기 기반 매개변수 최적화를 결합한 방법들과 달리, 빠른 회로 생성을 통해 다양한 큐비트 수, 회로 깊이, 매개변수화된 게이트 비율에 걸쳐 정확도를 분석하고, 대규모 회로 데이터셋을 생성하여 양자 회로 합성에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있는 휴리스틱을 추출합니다. 기존 방법들의 장시간 실행 시간 및 양자 하드웨어 또는 고가의 고전적 시뮬레이션의 다중 호출 필요성 문제를 해결하고자 합니다.

시사점, 한계점

시사점:
기존 방법보다 빠르게 양자 회로를 생성하는 새로운 방법을 제시합니다.
이산 게이트 집합에 국한되지 않고 연속적인 파라미터를 포함하는 회로를 생성합니다.
생성된 대규모 회로 데이터셋을 통해 양자 회로 합성에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.
양자 컴퓨팅의 확장성을 제한하는 컴파일 시간 문제를 해결하는 데 기여할 수 있습니다.
한계점:
제안된 모델의 성능이 다양한 양자 연산에 대해 얼마나 일반화될 수 있는지에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
모델의 훈련 및 추론에 필요한 계산 자원에 대한 분석이 필요합니다.
실제 양자 하드웨어에서의 성능 평가가 부족합니다.
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