論文の概要: Perturbative readout error mitigation for near term quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.08161v1
- Date: Mon, 17 May 2021 21:01:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-30 22:07:04.945885
- Title: Perturbative readout error mitigation for near term quantum computers
- Title（参考訳）: 短期量子コンピュータにおける摂動的読み出し誤差軽減
- Authors: Evan Peters, Andy C. Y. Li, Gabriel N. Perdue
- Abstract要約: 短期量子コンピュータにおける読み出し誤差は、量子回路の出力からサンプリングされた経験的確率分布に重大な誤差をもたらす可能性がある。
我々は2つの摂動近似を用いて標準行列法を改良し、複雑性と有界誤差を著しく低減した。
これらの読み出し誤差補正の近似手法は、短期量子コンピューティングの応用を大幅に加速させる可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5156484100374058
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Readout errors on near-term quantum computers can introduce significant error
to the empirical probability distribution sampled from the output of a quantum
circuit. These errors can be mitigated by classical postprocessing given the
access of an experimental \emph{response matrix} that describes the error
associated with measurement of each computational basis state. However, the
resources required to characterize a complete response matrix and to compute
the corrected probability distribution scale exponentially in the number of
qubits $n$. In this work, we modify standard matrix inversion techniques using
two perturbative approximations with significantly reduced complexity and
bounded error when the likelihood of high order bitflip events is strongly
suppressed. Given a characteristic error rate $q$, our first method recovers
the probability of the all-zeros bitstring $p_0$ by sampling only a small
subspace of the response matrix before inverting readout error resulting in a
relative speedup of $\text{poly}\left(2^{n} / \big(\begin{smallmatrix} n \\ w
\end{smallmatrix}\big)\right)$, which we motivate using a simplified error
model for which the approximation incurs only $O(q^w)$ error for some integer
$w$. We then provide a generalized technique to efficiently recover full output
distributions with $O(q^w)$ error in the perturbative limit. These approximate
techniques for readout error correction may greatly accelerate near term
quantum computing applications.
- Abstract（参考訳）: 短期量子コンピュータにおける読み出し誤差は、量子回路の出力からサンプリングされた経験的確率分布に重大な誤差をもたらす可能性がある。
これらの誤差は、各計算基底状態の測定に関連する誤差を記述する実験的な \emph{response matrix} へのアクセスによって古典的な後処理によって緩和することができる。
しかし、完全な応答行列を特徴付け、修正された確率分布を量子ビット数で指数関数的に計算するのに必要なリソースは$n$である。
本研究では,高次ビットフリップイベントの確率が強く抑制される場合,2つの摂動近似を用いて,複雑性と境界誤差を著しく低減した標準行列逆変換手法を改良する。
特性的エラーレート$q$が与えられると、最初の方法は、応答行列の小さな部分空間のみをサンプリングして、読み出しエラーを反転させ、$\text{poly}\left(2^{n} / \big(\begin{smallmatrix} n \\w \end{smallmatrix}\big)\right)$ という相対的なスピードアップを生成することで、全ゼロビット文字列$p_0$の確率を回復します。
次に、摂動限界において$O(q^w)$エラーで全出力分布を効率よく復元する一般化手法を提案する。
これらの読み出し誤差補正の近似技術は、短期量子コンピューティングアプリケーションを大幅に加速する可能性がある。
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