論文の概要: Generalized quantum subspace expansion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02611v3
• Date: Tue, 15 Feb 2022 02:03:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 06:39:02.754135
• Title: Generalized quantum subspace expansion
• Title（参考訳）: 一般化量子部分空間展開
• Authors: Nobuyuki Yoshioka, Hideaki Hakoshima, Yuichiro Matsuzaki, Yuuki Tokunaga, Yasunari Suzuki, Suguru Endo
• Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータにおける新しい量子部分空間法を提案する。 実質的に拡張された部分空間をフル活用することにより、与えられたハミルトニアンのスペクトルに存在するノイズを効率的に緩和することができる。 提案手法は,従来の誤り認識型QEM手法の利点を継承し,その欠点を克服する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2936007114555107
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: One of the major challenges for erroneous quantum computers is undoubtedly the control over the effect of noise. Considering the rapid growth of available quantum resources that are not fully fault-tolerant, it is crucial to develop practical hardware-friendly quantum error mitigation (QEM) techniques to suppress unwanted errors. Here, we propose a novel generalized quantum subspace expansion method which can handle stochastic, coherent, and algorithmic errors in quantum computers. By fully exploiting the substantially extended subspace, we can efficiently mitigate the noise present in the spectra of a given Hamiltonian, without relying on any information of noise. The performance of our method is discussed under two highly practical setups: the quantum subspaces are mainly spanned by powers of the noisy state $\rho^m$ and a set of error-boosted states, respectively. We numerically demonstrate in both situations that we can suppress errors by orders of magnitude, and show that out protocol inherits the advantages of previous error-agnostic QEM techniques as well as overcoming their drawbacks.
• Abstract（参考訳）: 誤った量子コンピュータの主要な課題の1つは、間違いなくノイズの影響に対する制御である。 完全フォールトトレラントではない利用可能な量子リソースの急速な成長を考えると、不要なエラーを抑制するための実用的なハードウェアフレンドリーな量子エラー緩和(QEM)技術を開発することが重要である。 本稿では,量子コンピュータにおける確率的,コヒーレント,アルゴリズム的エラーを処理できる量子部分空間拡張法を提案する。 実質的に拡張された部分空間をフル活用することにより、任意のハミルトンスペクトルに存在するノイズを、ノイズの情報に頼らずに効率的に緩和することができる。 量子部分空間は, 雑音状態である$\rho^m$ と, 誤差ブースト状態の集合によって構成される。 両状況において,エラーを桁違いに抑制できることを数値的に示すとともに,従来の誤りに依存しないQEM手法の利点を継承し,その欠点を克服することを示す。

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