論文の概要: Modeling Noisy Quantum Circuits Using Experimental Characterization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.08653v2
- Date: Thu, 6 Jan 2022 22:52:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 04:58:48.929936
- Title: Modeling Noisy Quantum Circuits Using Experimental Characterization
- Title（参考訳）: 実験評価によるノイズ量子回路のモデル化
- Authors: Megan L. Dahlhauser, Travis S. Humble
- Abstract要約: ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスは、非フォールト耐性量子コンピューティングの挙動をテストし評価するためのユニークなプラットフォームを提供する。
ノイズの多い回路モデリングの複雑さを管理するNISQプログラムを特徴付けるためのテスト駆動方式を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40611352512781856
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices offer unique platforms to
test and evaluate the behavior of non-fault-tolerant quantum computing.
However, validating programs on NISQ devices is difficult due to fluctuations
in the underlying noise sources and other non-reproducible behaviors that
generate computational errors. Efficient and effective methods for modeling
NISQ behaviors are necessary to debug these devices and develop programming
techniques that mitigate against errors. We present a test-driven approach to
characterizing NISQ programs that manages the complexity of noisy circuit
modeling by decomposing an application-specific circuit into a series of
bootstrapped experiments. By characterizing individual subcircuits, we generate
a composite model for the original noisy quantum circuit as well as other
related programs. We demonstrate this approach using a family of
superconducting transmon devices running applications of GHZ-state preparation
and the Bernstein-Vazirani algorithm. We measure the model accuracy using the
total variation distance between predicted and experimental results, and we
find that the composite model works well across multiple circuit instances. In
addition, these characterizations are computationally efficient and offer a
trade-off in model complexity that can be tailored to the desired predictive
accuracy.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスは、非フォールト耐性量子コンピューティングの挙動をテストし評価するためのユニークなプラットフォームを提供する。
しかし,NISQデバイス上でのプログラムの検証は,基礎となるノイズ源のゆらぎや,計算誤差を発生させる再現不可能な動作によって困難である。
NISQの動作を効果的かつ効果的にモデル化するには,これらのデバイスをデバッグし,エラーを軽減できるプログラミング手法を開発する必要がある。
我々は、アプリケーション固有の回路を一連のブートストラップ実験に分解することで、ノイズの多い回路モデリングの複雑さを管理するNISQプログラムの特徴付け手法を提案する。
個々のサブ回路を特徴付けることにより、元のノイズ量子回路と他の関連プログラムの合成モデルを生成する。
我々は、GHZ状態調製とベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムの応用を応用した超伝導トランスモンデバイス群を用いて、このアプローチを実証する。
予測結果と実験結果の総変動距離を用いてモデル精度を測定し, 複合モデルが複数の回路インスタンスで良好に動作することを示した。
さらに、これらのキャラクタリゼーションは計算効率が高く、望ましい予測精度に合わせたモデルの複雑さのトレードオフを提供する。
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