論文の概要: Error-robust quantum logic optimization using a cloud quantum computer
interface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.08057v1
- Date: Thu, 15 Oct 2020 22:47:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 00:07:24.633405
- Title: Error-robust quantum logic optimization using a cloud quantum computer
interface
- Title（参考訳）: クラウド量子コンピュータインタフェースを用いたエラーロバスト量子論理最適化
- Authors: Andre R. R. Carvalho, Harrison Ball, Michael J. Biercuk, Michael R.
Hush, Felix Thomsen
- Abstract要約: 本稿では,クラウドベースの量子コンピュータとアナログ層プログラミングアクセスを用いて,エラーを発生させる単一キュービット演算の設計と展開について述べる。
我々は,目標動作を実装した数値最適化パルスを設計し,騒音,制御振幅の不安定性,クロストークなど,様々なエラー処理に頑健性を示す。
- 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: We describe an experimental effort designing and deploying error-robust
single-qubit operations using a cloud-based quantum computer and analog-layer
programming access. We design numerically-optimized pulses that implement
target operations and exhibit robustness to various error processes including
dephasing noise, instabilities in control amplitudes, and crosstalk. Pulse
optimization is performed using a flexible optimization package incorporating a
device model and physically-relevant constraints (e.g. bandwidth limits on the
transmission lines of the dilution refrigerator housing IBM Quantum hardware).
We present techniques for conversion and calibration of physical Hamiltonian
definitions to pulse waveforms programmed via Qiskit Pulse and compare
performance against hardware default DRAG pulses on a five-qubit device.
Experimental measurements reveal default DRAG pulses exhibit coherent errors an
order of magnitude larger than tabulated randomized-benchmarking measurements;
solutions designed to be robust against these errors outperform
hardware-default pulses for all qubits across multiple metrics. Experimental
measurements demonstrate performance enhancements up to: $\sim10\times$
single-qubit gate coherent-error reduction; $\sim5\times$ average
coherent-error reduction across a five qubit system; $\sim10\times$ increase in
calibration window to one week of valid pulse calibration; $\sim12\times$
reduction gate-error variability across qubits and over time; and up to
$\sim9\times$ reduction in single-qubit gate error (including crosstalk) in the
presence of fully parallelized operations. Randomized benchmarking reveals
error rates for Clifford gates constructed from optimized pulses consistent
with tabulated $T_{1}$ limits, and demonstrates a narrowing of the distribution
of outcomes over randomizations associated with suppression of coherent-errors.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,クラウドベースの量子コンピュータとアナログ層プログラミングアクセスを用いた,エラーロバスト単一量子ビット演算の設計とデプロイ実験について述べる。
我々は,目標動作を実装した数値最適化パルスを設計し,騒音,制御振幅の不安定性,クロストークなど,様々なエラー処理に頑健性を示す。
デバイスモデルと物理的に関連する制約(例えば、ibm量子ハードウェアを収容する希釈冷蔵庫の伝送線路の帯域制限)を組み込んだ柔軟な最適化パッケージを用いてパルス最適化を行う。
本稿では,qiskitパルスでプログラムされたパルス波形への物理的ハミルトニアン定義の変換とキャリブレーションを行い,5量子ビットデバイスにおけるハードウェアデフォルトのドラッグパルスと比較する。
実験により、デフォルトのDRAGパルスは、タブ化されたランダム化されたベンチマーク測定よりも桁違いに大きいコヒーレントエラーを示すことが明らかとなった。
$\sim10\times$ single-qubit gate coherent-error reduction; $\sim5\times$ average coherent-error reduction across a 5 qubit system; $\sim10\times$ calibration windowを1週間の有効なパルスキャリブレーションに引き上げる。
ランダム化ベンチマークは、分類された$t_{1}$の制限と一致する最適化されたパルスから構築されたクリフォードゲートのエラー率を明らかにし、コヒーレントエラーの抑制に関連するランダム化に対する結果の分布の狭さを示す。
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