論文の概要: Efficient classical simulation and benchmarking of quantum processes in
the Weyl basis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.12250v2
- Date: Mon, 15 Mar 2021 23:05:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-04 19:40:01.573390
- Title: Efficient classical simulation and benchmarking of quantum processes in
the Weyl basis
- Title(参考訳): ワイル基底における量子過程の効率的な古典シミュレーションとベンチマーク
- Authors: Daniel Stilck Fran\c{c}a, Sergii Strelchuk, Micha{\l} Studzi\'nski
- Abstract要約: Weylユニタリを用いたランダム化ベンチマークアルゴリズムを開発し,エラーモデルの混在を効率よく同定し,学習する。
本手法を変分量子固有解器に現れるアンザッツ回路に適用する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: One of the crucial steps in building a scalable quantum computer is to
identify the noise sources which lead to errors in the process of quantum
evolution. Different implementations come with multiple hardware-dependent
sources of noise and decoherence making the problem of their detection
manyfoldly more complex. We develop a randomized benchmarking algorithm which
uses Weyl unitaries to efficiently identify and learn a mixture of error models
which occur during the computation. We provide an efficiently computable
estimate of the overhead required to compute expectation values on outputs of
the noisy circuit relying only on locality of the interactions and no further
assumptions on the circuit structure. The overhead decreases with the noise
rate and this enables us to compute analytic noise bounds that imply efficient
classical simulability. We apply our methods to ansatz circuits that appear in
the Variational Quantum Eigensolver and establish an upper bound on classical
simulation complexity as a function of noise, identifying regimes when they
become classically efficiently simulatable.
- Abstract(参考訳): スケーラブルな量子コンピュータを構築する上で重要なステップの1つは、量子進化の過程でエラーを引き起こすノイズ源を特定することである。
異なる実装には複数のハードウェア依存のノイズとデコヒーレンスがあるため、検出の問題はより複雑になる。
Weylユニタリを用いたランダム化ベンチマークアルゴリズムを開発し,計算中に発生する誤りモデルの混在を効率よく同定し,学習する。
ノイズ回路の出力に対する期待値の計算に要するオーバーヘッドを、相互作用の局所性にのみ依存し、回路構造にさらに仮定しない、効率的に計算可能な推定値を提供する。
ノイズ率によってオーバーヘッドが減少し,古典的シミュラビリティを示唆する解析的ノイズ境界を計算することができる。
本手法を変分量子固有解法に現れるアンサッツ回路に適用し、古典的シミュレーション複雑性の上限をノイズの関数として定め、古典的に効率的にシミュラブルになるときのレジームを同定する。
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