Composability of global phase invariant distance and its application to approximation error management
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Many quantum algorithms can be written as a composition of unitaries, some of which can be exactly synthesized by a universal fault-tolerant gate set like Clifford+T, while others can be approximately synthesized. One task of a quantum compiler is to synthesize each approximately synthesizable unitary up to some approximation error, such that the error of the overall unitary remains bounded by a certain amount. In this paper we consider the case when the errors are measured in the global phase invariant distance. Apart from deriving a relation between this distance and the Frobenius norm, we show that this distance composes. If a unitary is written as a composition (product and tensor product) of other unitaries, we derive bounds on the error of the overall unitary as a function of the errors of the composed unitaries. Our bound is better than the sum-of-error bound, derived by Bernstein- Vazirani(1997), for the operator norm. This builds the intuition that working with the global phase invariant distance might give us a lower resource count while synthesizing quantum circuits. Next we consider the following problem. Suppose we are given a decomposition of a unitary, that is, the unitary is expressed as a composition of other unitaries. We want to distribute the errors in each component such that the resource-count (specifically T-count) is optimized. We consider the specific case when the unitary can be decomposed such that the R z (θ) gates are the only approximately synthesizable component. We prove analytically that for both the operator norm and global phase invariant distance, the error should be distributed equally among these components (given some approximations). The optimal number of T-gates obtained by using the global phase invariant distance is less than what is obtained using the operator norm. Furthermore, we show that in case of approximate Quantum Fourier Transform, the error obtained by pruning rotation gates is less when measured in this distance, rather than the operator norm.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,020 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».