論文の概要: Digital simulation of convex mixtures of Markovian and non-Markovian
single qubit Pauli channels on NISQ devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.11343v3
- Date: Tue, 27 Feb 2024 19:55:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-29 19:41:38.993077
- Title: Digital simulation of convex mixtures of Markovian and non-Markovian
single qubit Pauli channels on NISQ devices
- Title（参考訳）: nisqデバイス上のマルコフおよび非マルコフ単一量子ポーリチャネルの凸混合のディジタルシミュレーション
- Authors: I J David, I Sinayskiy, and F Petruccione
- Abstract要約: Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) 設定では、様々なノイズ源とエラーが実験の実行時に考慮されなければならない。
我々のゴールは、NISQデバイス上の単一キュービットパウリチャネルの凸混合をシミュレートするより複雑な問題を解決することである。
第1のケースでは、マルコフ単量子パウリチャネルの混合について検討し、第2のケースでは、非マルコフ単量子偏極チャネルの混合について検討する。
- 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: Quantum algorithms for simulating quantum systems provide a clear and
provable advantage over classical algorithms in fault-tolerant settings. There
is also interest in quantum algorithms and their implementation in Noisy
Intermediate Scale Quantum (NISQ) settings. In these settings, various noise
sources and errors must be accounted for when executing any experiments.
Recently, NISQ devices have been verified as versatile testbeds for simulating
open quantum systems and have been used to simulate simple quantum channels.
Our goal is to solve the more complicated problem of simulating convex mixtures
of single qubit Pauli channels on NISQ devices. We consider two specific cases:
mixtures of Markovian channels that result in a non-Markovian channel (M+M=nM)
and mixtures of non-Markovian channels that result in a Markovian channel
(nM+nM=M). For the first case, we consider mixtures of Markovian single-qubit
Pauli channels; for the second case, we consider mixtures of Non-Markovian
single-qubit depolarising channels, which is a special case of the single-qubit
Pauli channel. We show that efficient circuits, which account for the topology
of currently available devices and current levels of decoherence, can be
constructed by heuristic approaches that reduce the number of CNOT gates used
in our circuit. We also present a strategy for regularising the process matrix
so that the process tomography yields a completely positive and
trace-preserving (CPTP) channel.
- Abstract（参考訳）: 量子システムをシミュレートする量子アルゴリズムは、フォールトトレラント設定における古典的アルゴリズムよりも明確で証明可能な優位性を提供する。
また、ノイズ中間スケール量子(NISQ)設定における量子アルゴリズムとその実装にも関心がある。
これらの設定では、実験を行う際に様々なノイズ源とエラーを考慮しなければならない。
近年,NISQ デバイスはオープン量子系をシミュレートするための汎用的なテストベッドとして検証され,単純な量子チャネルのシミュレートに利用されている。
我々の目標は、NISQデバイス上の単一キュービットパウリチャネルの凸混合をシミュレーションするより複雑な問題を解決することである。
非マルコフチャネル(m+m=nm)を生じるマルコフチャネルの混合物と、マルコフチャネル(nm+nm=m)を生じる非マルコフチャネルの混合物である。
第1のケースでは、マルコフ単量子パウリチャネルの混合を考えるが、第2のケースでは、単量子パウリチャネルの特別な場合である非マルコフ単量子分離チャネルの混合を考える。
現在利用可能なデバイスのトポロジと現在のデコヒーレンスレベルを考慮に入れた効率的な回路は、我々の回路で使用されるCNOTゲートの数を減らすヒューリスティックなアプローチで構築可能であることを示す。
また,プロセスマトリックスを正規化して,プロセストモグラフィーが完全に正かつトレース保存(CPTP)チャネルを生成する方法を提案する。
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