Inexact Quantum Square Root Circuit for NISQ Devices
Notice bibliographique
Résumé
Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers face significant reliability challenges because they are vulnerable to quantum noise, which severely limits their fidelity in quantum applications. In particular, deep circuits with a large number of quantum gates are susceptible to errors as they are more likely to lose their states in a deep circuit. In this paper, we propose a quantum circuit for square root operation that generates correct results on NISQ devices. The square root operation is used in many applications such as complex number computations, computer graphics, etc. While there have been limited studies on quantum square root circuits, none of them can be implemented on NISQ devices. In this work, we simplify the structure of an exact quantum square root circuit and reduce the number of quantum gates. The proposed design reduces the complexity of the square root circuit while maintaining the same level of precision in outputs. In addition, we exploit approximate computing to simplify the circuit further and run it on a real quantum computer. Approximate computing is used in classical computers to enhance the power and/or performance in exchange for accuracy. We exploit approximate computing for a different purpose, which is reducing the depth as well as the number of quantum gates in the square root circuit. To validate the effectiveness of our approach, we conduct experiments on an IBM quantum computer, where our circuit produces meaningful results. Furthermore, we present examples of error-resilient applications to demonstrate the validity of our approximate circuit.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
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 ».