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公開番号2022094330
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-24
出願番号2021199833
出願日2021-12-09
発明の名称システム、コンピュータ実装方法、コンピュータプログラム(量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成)
出願人インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション,INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
代理人個人,龍華国際特許業務法人
主分類G06N 10/00 20220101AFI20220617BHJP(計算;計数)
要約【課題】量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を促進するためのシステム、コンピュータ実装方法、及びコンピュータプログラム製品が提供される。
【解決手段】一実施形態によると、システムは、メモリに格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサを備え得る。コンピュータ実行可能コンポーネントは、量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行するコンパイルコンポーネントを備え得る。コンピュータ実行可能コンポーネントはさらに、定義された基準を含む出力量子回路を生成する異なる量子回路最適化シーケンスの少なくとも1つを識別する識別コンポーネントを備え得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
メモリに格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサを備えるシステムであって、前記コンピュータ実行可能コンポーネントは、
量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行するコンパイルコンポーネントと、
定義された基準を含む出力量子回路を生成する前記異なる量子回路最適化シーケンスの少なくとも1つを識別する識別コンポーネントと
を有する、システム。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記コンパイルコンポーネントは、前記量子回路又は前記出力量子回路のうち少なくとも1つを実行する能力を有する量子デバイスの1又は複数のプロパティに基づいて、前記量子回路の前記複数のコピーに対して前記異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行する、請求項1に記載のシステム。
【請求項3】
前記定義された基準は、定義された量子回路ベースのメトリック及び定義されたパルスベースのメトリックから成るグループから選択される、請求項1または2に記載のシステム。
【請求項4】
前記コンパイルコンポーネントは、前記量子回路の前記複数のコピーに対して前記異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行することで、それぞれが異なる定義された基準を含む複数の出力量子回路を生成することと、前記定義された基準を含む前記出力量子回路を生成する量子回路最適化シーケンスの識別と関連付けられた処理ワークロードを削減することとを行う、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項5】
前記コンピュータ実行可能コンポーネントは、前記量子回路の前記複数のコピーに対して前記異なる量子回路最適化シーケンスを同時実行することから生成される複数の出力量子回路を格納するストレージコンポーネントを備え、前記複数の出力量子回路はそれぞれ、異なる定義された基準をさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項6】
プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行する段階と、
前記システムによって、定義された基準を含む出力量子回路を生成する前記異なる量子回路最適化シーケンスのうち少なくとも1つを識別する段階と
を備える、コンピュータ実装方法。
【請求項7】
前記システムによって、前記量子回路又は前記出力量子回路のうち少なくとも1つを実行する能力を有する量子デバイスの1又は複数のプロパティに基づいて、前記量子回路の前記複数のコピーに対して前記異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行する段階をさらに備える、請求項6に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項8】
前記定義された基準は、定義された量子回路ベースのメトリック及び定義されたパルスベースのメトリックから成るグループから選択される、請求項6または7に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項9】
前記システムによって、前記量子回路の前記複数のコピーに対して前記異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行することで、それぞれが異なる定義された基準を含む複数の出力量子回路を生成することと、前記定義された基準を含む前記出力量子回路を生成する量子回路最適化シーケンスの識別と関連付けられた処理ワークロードを削減することとを行う段階をさらに備える、請求項6から8のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項10】
前記システムによって、前記量子回路の前記複数のコピーに対して前記異なる量子回路最適化シーケンスを同時実行することから生成される複数の出力量子回路を格納する段階をさらに備え、前記複数の出力量子回路はそれぞれ、異なる定義された基準を含む、請求項6に記載のコンピュータ実装方法。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、量子回路最適化ルーチン、より具体的には、量子回路最適化ルーチンの評価、及び知識ベース生成に関する。
続きを表示(約 2,600 文字)【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
短期の量子デバイス上でアルゴリズムを実行させる場合、ゲート誤差及び環境インタラクションから生じる制限は、そこから量子アルゴリズムが構成される量子回路の深さ及びゲートカウントに対して厳格な制限を設ける。量子回路のゲートカウント及び深さを全体的に削減する効率的な量子回路最適化方法を作成することは、量子コンピューティングツールキットの主要構成要素である。しかしながら、現在は、任意の入力回路が与えられた場合、どの最適化が最も有益であるかはよく理解されていない。さらに、特定の最適化が適用される順序は、最適化された回路と、ハードウェア上で正常に実行することができない回路との間の差を意味し得る。量子デバイスのサイズが大きくなると、この問題は、多くの最適化パスをブラインドで迅速に適用することが性能の障害となるという事実によって悪化する。
【課題を解決するための手段】
【0003】
以下では、発明の1又は複数の実施形態の基本的理解をするために概要を提示する。この概要は、特定の実施形態、又は、請求項の主要又は重要な要素を識別すること、又は、その任意の範囲を画定することを意図するものではない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な説明に対する前置きとして、簡略化された形式の概念を提示することである。本明細書に説明される1又は複数の実施形態において、量子回路最適化ルーチンの評価と知識ベース生成とを促進し得るシステム、デバイス、コンピュータ実装方法若しくはコンピュータプログラム製品又はその組み合わせが説明される。
【0004】
一実施形態によると、システムは、メモリに格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサを備え得る。コンピュータ実行可能コンポーネントは、量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行するコンパイルコンポーネントを備え得る。コンピュータ実行可能コンポーネントはさらに、定義された基準を含む出力量子回路を生成する異なる量子回路最適化シーケンスの少なくとも1つを識別する識別コンポーネントを備え得る。
【0005】
別の実施形態によると、コンピュータ実装方法は、プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行する段階を備え得る。コンピュータ実装方法はさらに、システムによって、定義された基準を含む出力量子回路を生成する異なる量子回路最適化シーケンスのうち少なくとも1つを識別する段階を備え得る。
【0006】
別の実施形態によると、コンピュータプログラム製品は、プログラム命令が具現化されたコンピュータ可読記憶媒体を備え、プログラム命令は、プロセッサに、量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時に実行させるようにプロセッサによって実行可能である。プログラム命令はさらに、プロセッサに、定義された基準を含む出力量子回路を生成する異なる量子回路最適化シーケンスのうち少なくとも1つを識別させるようにプロセッサによって実行可能である。
【0007】
別の実施形態によると、システムは、メモリに格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサを備え得る。コンピュータ実行可能コンポーネントは、量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時実行することから生成される複数の出力量子回路を含む知識ベースを生成する知識ベースコンポーネントを備え得る。コンピュータ実行可能コンポーネントはさらに、定義された基準を含む出力量子回路を生成するために、異なる量子回路最適化シーケンスのうち少なくとも1つを推奨する訓練されたモデルを利用する推奨コンポーネントを備え得る。
【0008】
別の実施形態によると、コンピュータ実装方法は、プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、量子回路の複数のコピーに対して異なる量子回路最適化シーケンスを同時実行することから生成される複数の出力量子回路を含む知識ベースを生成する段階を備え得る。コンピュータ実装方法はさらに、システムによって、定義された基準を含む出力量子回路を生成するために、異なる量子回路最適化シーケンスのうち少なくとも1つを推奨する訓練されたモデルを利用する段階を備え得る。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本明細書に説明される1又は複数の実施形態に係る量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を各々が促進し得る例示的且つ非限定的なシステムのブロック図を示す。
本明細書に説明される1又は複数の実施形態に係る量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を各々が促進し得る例示的且つ非限定的なシステムのブロック図を示す。
本明細書に説明される1又は複数の実施形態に係る量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を各々が促進し得る例示的且つ非限定的なシステムのブロック図を示す。
本明細書に説明される1又は複数の実施形態に係る量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を各々が促進し得る例示的且つ非限定的なシステムのブロック図を示す。
本明細書に説明される1又は複数の実施形態に係る量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を各々が促進し得る例示的且つ非限定的なシステムのブロック図を示す。
本明細書に説明される1又は複数の実施形態に係る量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を促進し得る例示的且つ非限定的なコンピュータ実装方法のフロー図を示す。
本明細書に説明される1又は複数の実施形態に係る量子回路最適化ルーチンの評価及び知識ベース生成を促進し得る例示的且つ非限定的なコンピュータ実装方法のフロー図を示す。
【0010】
本明細書に説明される1又は複数の実施形態が促進され得る例示的且つ非限定的な動作環境のブロック図を示す。
(【0011】以降は省略されています)

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