論文の概要: Error rate reduction of single-qubit gates via noise-aware decomposition
into native gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.07038v2
- Date: Thu, 5 May 2022 18:52:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 21:05:03.669692
- Title: Error rate reduction of single-qubit gates via noise-aware decomposition
into native gates
- Title（参考訳）: 固有ゲートへのノイズアウェア分解による単一キュービットゲートの誤差率低減
- Authors: Thomas J. Maldonado, Johannes Flick, Stefan Krastanov, Alexey Galda
- Abstract要約: キュービットの初期量子状態とそのデコヒーレンスを記述する標準パラメータの知識は、単一キュービットゲートの実行中に発生するノイズを軽減するために利用することができる。
入力キュービットの初期状態が分かっていれば、シングルキュービット誤り率を$38%、$1.6×10-3$から$1.0×10-3$に下げることを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In the current era of Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) technology, the
practical use of quantum computers remains inhibited by our inability to aptly
decouple qubits from their environment to mitigate computational errors. In
this work, we introduce an approach by which knowledge of a qubit's initial
quantum state and the standard parameters describing its decoherence can be
leveraged to mitigate the noise present during the execution of a single-qubit
gate. We benchmark our protocol using cloud-based access to IBM quantum
processors. On ibmq_rome, we demonstrate a reduction of the single-qubit error
rate by $38\%$, from $1.6 \times 10 ^{-3}$ to $1.0 \times 10 ^{-3}$, provided
the initial state of the input qubit is known. On ibmq_bogota, we prove that
our protocol will never decrease gate fidelity, provided the system's $T_1$ and
$T_2$ times have not drifted above $100$ times their assumed values. The
protocol can be used to reduce quantum state preparation errors, as well as to
improve the fidelity of quantum circuits for which some knowledge of the
qubits' intermediate states can be inferred. This work presents a pathway to
using information about noise levels and quantum state distributions to
significantly reduce error rates associated with quantum gates via optimized
decomposition into native gates.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子(nisq)技術の時代において、量子コンピュータの実用化は、計算エラーを緩和するために量子ビットを適切に環境から切り離すことができないため、いまだに阻害されている。
本研究では,量子ビットの初期状態の知識と,そのデコヒーレンスを記述する標準パラメータを活用し,単一量子ビットゲートの実行中に発生するノイズを軽減する手法を提案する。
ibm量子プロセッサへのクラウドベースのアクセスを使用して、プロトコルをベンチマークします。
ibmq_rome では、入力キュービットの初期状態が分かっていれば、シングルキュービット誤り率を 1.6 \times 10 ^{-3}$ から $1.0 \times 10 ^{-3}$ に減らすことを実証する。
ibmq_bogotaでは、システムの$T_1$と$T_2$ timesが推定値の100ドルを超えていない場合、我々のプロトコルはゲートの忠実度を決して低下させないことを証明している。
このプロトコルは量子状態準備誤差の低減や、量子ビットの中間状態に関するいくつかの知識を推測できる量子回路の忠実度の向上に利用できる。
この研究は、ノイズレベルと量子状態分布に関する情報を使用して、ネイティブゲートへの最適化分解を通じて量子ゲートに関連するエラー率を著しく低減する経路を示す。
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