論文の概要: Filter Functions for Quantum Processes under Correlated Noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.02385v2
• Date: Mon, 25 Oct 2021 13:52:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-09 08:12:03.531302
• Title: Filter Functions for Quantum Processes under Correlated Noise
• Title（参考訳）: 相関雑音下における量子プロセスのフィルタ関数
• Authors: Pascal Cerfontaine, Tobias Hangleiter, Hendrik Bluhm
• Abstract要約: 相関雑音の存在下で量子過程を摂動的に計算するためのフィルタ関数形式に基づく手法を開発した。 本稿では,結合の効果を捉える相関項が出現し,ゲート列に対する雑音相関の影響について考察する。
• 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: Many qubit implementations are afflicted by correlated noise not captured by standard theoretical tools that are based on Markov approximations. While independent gate operations are a key concept for quantum computing, it is actually not possible to fully describe noisy gates locally in time if noise is correlated on times longer than their duration. To address this issue, we develop a method based on the filter function formalism to perturbatively compute quantum processes in the presence of correlated classical noise. We derive a composition rule for the filter function of a sequence of gates in terms of those of the individual gates. The joint filter function allows to efficiently compute the quantum process of the whole sequence. Moreover, we show that correlation terms arise which capture the effects of the concatenation and thus yield insight into the effect of noise correlations on gate sequences. Our generalization of the filter function formalism enables both qualitative and quantitative studies of algorithms and state-of-the-art tools widely used for the experimental verification of gate fidelities like randomized benchmarking, even in the presence of noise correlations.
• Abstract（参考訳）: 多くの量子ビット実装は、マルコフ近似に基づく標準的な理論ツールでは捉えられない相関ノイズに苦しめられている。 独立ゲート演算は量子コンピューティングの鍵となる概念であるが、ノイズが時間よりも長い時間で相関している場合には、局所的にノイズゲートを記述することはできない。 この問題に対処するため,古典雑音の存在下で量子過程を摂動的に計算するフィルタ関数形式に基づく手法を開発した。 ゲート列のフィルタ関数の合成則を個々のゲートのフィルタ関数の合成則として導出する。 結合フィルタ関数は、シーケンス全体の量子過程を効率的に計算することができる。 さらに, 結合効果を捉えた相関項が出現し, ゲート列に対する雑音相関の影響に対する洞察を与えることを示した。 フィルタ関数フォーマリズムの一般化は,ノイズ相関の存在下でも,ランダム化ベンチマークなどのゲート忠実性の実験的検証に広く用いられているアルゴリズムと最先端ツールの質的および定量的研究を可能にする。

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