| 講演抄録／キーワード |
| 講演名 |
2023-05-30 10:45
量子トリットを用いた多制御ビットゲートの設計とIBM Quantum実装に向けた課題
○尾嶋陸斗・飯山悠太郎・張 元豪（東大）・金澤直輝・小野寺民也（TRL）・寺師弘二（東大） |
| 抄録 |
（和） |
超伝導量子コンピュータにおける多制御ビットゲートは量子アルゴリズムに不可欠なゲートだが、制御量子ビット$n$個の多制御ビットゲートには、$6n$個程度のCNOTが必要であり、エラー補正がない場合、長時間演算による精度低下の影響を受けやすい。量子トリットの使用でCNOT数を削減し、Toffoli($n=2$)の精度を向上させた先行研究を踏まえ、我々はCCCX($n=3$)に量子トリットを使用し、CNOT使用数を削減する設計をした。また設計したCCCXをパルスシミュレーションで解析し、IBM QuantumでCCCXを実装する際の課題について考察する。 |
| （英） |
The multi-controlled bit gate is ubiquitous for quantum algorithms, and is an essential gate for superconducting quantum computer. However, a multi-controlled bit gate with n control qubits requires about $6n$ CNOT gates, making it susceptible to the degradation of accuracy, in the absence of error correction, due to a long gate-operation time. Based on the previous research that reduced the number of CNOT gates using qutrits and improved the accuracy of Toffoli gate ($n=2$), we developed a qutrit-based design of a CCCX gate ($n=3$) to reduce the number of CNOT gates. We also analyzed the designed CCCX gate using pulse simulation and and discussed the challenges in implementing the CCCX gate to IBM Quantum devices. |
| キーワード |
（和） |
量子情報技術 / 超伝導量子ビット / 量子トリット / 多制御ビットゲート / ZZ相互作用 / / / |
| （英） |
Quantum information technology / superconducting qubit / qutrit / multi-controlled bit gate / ZZ interaction / / / |
| 文献情報 |
信学技報 |
| 資料番号 |
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| 発行日 |
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| ISSN |
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| PDFダウンロード |
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| 研究会情報 |
| 研究会 |
QIT |
| 開催期間 |
2023-05-29 - 2023-05-30 |
| 開催地（和） |
京都大学 桂キャンパス |
| 開催地（英） |
Katsura Campus, Kyoto 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 |
2023-05-QIT |
| 本文の言語 |
日本語 |
| タイトル（和） |
量子トリットを用いた多制御ビットゲートの設計とIBM Quantum実装に向けた課題 |
| サブタイトル（和） |
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| タイトル（英） |
Design of multi-controlled qubit gates using qutrits and challenges for implementation to IBM Quantum |
| サブタイトル（英） |
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| キーワード(1)（和/英） |
量子情報技術 / Quantum information technology |
| キーワード(2)（和/英） |
超伝導量子ビット / superconducting qubit |
| キーワード(3)（和/英） |
量子トリット / qutrit |
| キーワード(4)（和/英） |
多制御ビットゲート / multi-controlled bit gate |
| キーワード(5)（和/英） |
ZZ相互作用 / ZZ interaction |
| キーワード(6)（和/英） |
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| キーワード(7)（和/英） |
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| キーワード(8)（和/英） |
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| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） |
尾嶋 陸斗 / Rikuto Ojima / オジマ リクト |
| 第1著者 所属（和/英） |
東京大学 (略称： 東大)
Tokyo University (略称： Tokyo Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） |
飯山 悠太郎 / Yutaro Iiyama / イイヤマ ユウタロウ |
| 第2著者 所属（和/英） |
東京大学 (略称： 東大)
Tokyo University (略称： Tokyo Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） |
張 元豪 / Wonho Jang / ウォンホ ジャン |
| 第3著者 所属（和/英） |
東京大学 (略称： 東大)
Tokyo University (略称： Tokyo Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） |
金澤 直輝 / Naoki Kanazawa / カナザワ ナオキ |
| 第4著者 所属（和/英） |
IBM東京基礎研究所 (略称： TRL)
IBM Research Tokyo (略称： TRL) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） |
小野寺 民也 / Tamiya Onodera / オノデラ タミヤ |
| 第5著者 所属（和/英） |
IBM東京基礎研究所 (略称： TRL)
IBM Research Tokyo (略称： TRL) |
| 第6著者 氏名（和/英/ヨミ） |
寺師 弘二 / Koji Terashi / テラシ コウジ |
| 第6著者 所属（和/英） |
東京大学 (略称： 東大)
Tokyo University (略称： Tokyo Univ.) |
| 第7著者 氏名（和/英/ヨミ） |
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| 第36著者 氏名（和/英/ヨミ） |
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| 講演者 |
第1著者 |
| 発表日時 |
2023-05-30 10:45:00 |
| 発表時間 |
15分 |
| 申込先研究会 |
QIT |
| 資料番号 |
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| 巻番号（vol） |
vol. |
| 号番号（no） |
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| ページ範囲 |
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| 発行日 |
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