論文の概要: Parameterized process characterization with reduced resource requirements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.10873v1
• Date: Wed, 22 Sep 2021 17:41:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-14 01:09:41.044331
• Title: Parameterized process characterization with reduced resource requirements
• Title（参考訳）: リソース要件の低減によるパラメータ化プロセスキャラクタリゼーション
• Authors: Vicente Leyton-Ortega, Tyler Kharazi, and Raphael C. Pooser
• Abstract要約: 本研究は, プロセスの事前の知識を必要とせずに, 単元プロセスのキャラクタリゼーションに要する資源を著しく少なくするアプローチを提案する。 球ブロッホ上のX軸とY軸を通して回転する量子過程を測定することで、量子過程行列を$chi$で再構成し、その忠実度を測定するのに十分な情報を得ることができる。 本研究では,プロセスマトリックスの虚像部分のノイズ低減と,キャラクタリゼーションに必要な実験回数の削減により,ゲート忠実度を向上できることを数値実験で示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5735035463793008
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Process Tomography (QPT) is a powerful tool to characterize quantum operations, but it requires considerable resources making it impractical for more than 2-qubit systems. This work proposes an alternative approach that requires significantly fewer resources for unitary process characterization without prior knowledge of the process and provides a built-in method for state preparation and measurement (SPAM) error mitigation. By measuring the quantum process as rotated through the X and Y axes on the Bloch Sphere, we can acquire enough information to reconstruct the quantum process matrix $\chi$ and measure its fidelity. We test the algorithm's performance against standard QPT using simulated and physical experiments on several IBM quantum processors and compare the resulting process matrices. We demonstrate in numerical experiments that the method can improve gate fidelity via a noise reduction in the imaginary part of the process matrix, along with a stark decrease in the number of experiments needed to perform the characterization.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセストモグラフィー(qpt)は量子演算を特徴付ける強力なツールであるが、2量子ビットシステムでは実用的でないかなりのリソースを必要とする。 本研究は, プロセスの事前の知識を必要とせずに, 単元プロセスのキャラクタリゼーションに要する資源を著しく削減し, 状態準備・測定(SPAM)誤差軽減のための組込み手法を提案する。 ブロッホ球面上の x と y 軸を通して回転する量子過程を測定することにより、量子過程行列 $\chi$ を再構成してその忠実度を測定するのに十分な情報を得ることができる。 いくつかのibm量子プロセッサ上でのシミュレーションおよび物理実験を用いて、標準qptに対するアルゴリズムの性能をテストし、結果のプロセス行列を比較する。 数値実験により, プロセス行列の虚部におけるノイズ低減とキャラクタリゼーションに必要な実験回数の大幅な減少により, ゲート忠実度が向上できることを実証した。

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