Fugu-MT 論文翻訳(概要): Error Mitigation for Deep Quantum Optimization Circuits by Leveraging Problem Symmetries

論文の概要: Error Mitigation for Deep Quantum Optimization Circuits by Leveraging Problem Symmetries

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.04410v2
Date: Wed, 9 Jun 2021 15:49:36 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-03-27 06:39:29.962754
Title: Error Mitigation for Deep Quantum Optimization Circuits by Leveraging Problem Symmetries
Title（参考訳）: 問題対称性を利用した深量子最適化回路の誤差緩和
Authors: Ruslan Shaydulin and Alexey Galda
Abstract要約: 本稿では,古典的目的関数に含まれる対称性を活用して,QAOA進化における誤差を軽減するためのアプリケーション固有のアプローチを提案する。具体的には、QAOA状態は対称性に制限された部分空間に投影され、投影は回路の終端または進化全体において実行される。提案手法はQAOA状態の忠実度を向上し,QAOA目標の標本推定精度と,その目的値に対応するバイナリ文字列をサンプリングする確率を両立させる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 2.517903855792476
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: High error rates and limited fidelity of quantum gates in near-term quantum devices are the central obstacles to successful execution of the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA). In this paper we introduce an application-specific approach for mitigating the errors in QAOA evolution by leveraging the symmetries present in the classical objective function to be optimized. Specifically, the QAOA state is projected into the symmetry-restricted subspace, with projection being performed either at the end of the circuit or throughout the evolution. Our approach improves the fidelity of the QAOA state, thereby increasing both the accuracy of the sample estimate of the QAOA objective and the probability of sampling the binary string corresponding to that objective value. We demonstrate the efficacy of the proposed methods on QAOA applied to the MaxCut problem, although our methods are general and apply to any objective function with symmetries, as well as to the generalization of QAOA with alternative mixers. We experimentally verify the proposed methods on an IBM Quantum processor, utilizing up to 5 qubits. When leveraging a global bit-flip symmetry, our approach leads to a 23% average improvement in quantum state fidelity.
Abstract（参考訳）: 短期量子デバイスにおける高い誤差率と量子ゲートの忠実性は、量子近似最適化アルゴリズム(qaoa)の実行に成功するための中心的な障害である。本稿では,古典的目的関数に含まれる対称性を利用して,QAOA進化における誤差を緩和するアプリケーション固有のアプローチを提案する。具体的には、QAOA状態は対称性に制限された部分空間に投影され、投影は回路の終端または進化全体において実行される。提案手法はQAOA状態の忠実度を向上し,QAOA目標の標本推定精度と,その目的値に対応するバイナリ文字列をサンプリングする確率を両立させる。提案手法がMaxCut問題に適用されたQAOAの有効性を示すが,本手法は汎用的であり,対称性を持つ任意の目的関数や代替ミキサーを用いたQAOAの一般化にも適用可能である。提案手法をIBM Quantumプロセッサ上で最大5量子ビットを用いて実験的に検証する。グローバルビットフリップ対称性を利用する場合、このアプローチは量子状態の忠実度を平均23%向上させる。

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