論文の概要: Mitigating errors by quantum verification and post-selection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.14329v3
- Date: Sat, 14 May 2022 05:16:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-13 05:20:05.005689
- Title: Mitigating errors by quantum verification and post-selection
- Title（参考訳）: 量子検証とポスト選択による誤りの軽減
- Authors: Rawad Mezher, James Mills, and Elham Kashefi
- Abstract要約: 本稿では,いわゆる認証プロトコルである量子検証に基づく量子誤り軽減手法とポストセレクションを提案する。
提案手法のサンプル複雑性について考察し,騒音の現実的な仮定の下で誤りを緩和する厳密な保証を提供する。
当社の手法では,認証プロトコルの異なる実行環境間で出力状態を異なるものにするため,動作の時間依存も可能としています。
- 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: Correcting errors due to noise in quantum circuits run on current and
near-term quantum hardware is essential for any convincing demonstration of
quantum advantage. Indeed, in many cases it has been shown that noise renders
quantum circuits efficiently classically simulable, thereby destroying any
quantum advantage potentially offered by an ideal (noiseless) implementation of
these circuits.
Although the technique of quantum error correction (QEC) allows to correct
these errors very accurately, QEC usually requires a large overhead of physical
qubits which is not reachable with currently available quantum hardware. This
has been the motivation behind the field of quantum error mitigation, which
aims at developing techniques to correct an important part of the errors in
quantum circuits, while also being compatible with current and near-term
quantum hardware.
In this work, we present a technique for quantum error mitigation which is
based on a technique from quantum verification, the so-called accreditation
protocol, together with post-selection. Our technique allows for correcting the
expectation value of an observable $O$, which is the output of multiple runs of
noisy quantum circuits, where the noise in these circuits is at the level of
preparations, gates, and measurements. We discuss the sample complexity of our
procedure and provide rigorous guarantees of errors being mitigated under some
realistic assumptions on the noise. Our technique also allows for time
dependant behaviours, as we allow for the output states to be different between
different runs of the accreditation protocol. We validate our findings by
running our technique on currently available quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 量子回路のノイズによる誤りを電流と短期の量子ハードウェアで修正することは、量子アドバンテージの説得力のある実証には不可欠である。
実際、多くの場合、ノイズは量子回路を古典的にシミュレートし、理想的な(ノイズのない)実装によって潜在的に提供される量子アドバンテージを破壊することが示されている。
量子誤り訂正(QEC)技術はこれらの誤りを正確に修正することを可能にするが、QECは通常、現在利用可能な量子ハードウェアでは到達できない物理量子ビットの大きなオーバーヘッドを必要とする。
これは、現在および近い将来の量子ハードウェアと互換性を持ちながら、量子回路におけるエラーの重要な部分を修正する技術を開発することを目的としている。
本稿では,いわゆる認証プロトコルであるquantum verificationの手法とポストセレクションを併用した,量子エラー緩和手法を提案する。
提案手法では, 雑音量子回路の複数実行の出力である観測可能な$o$ の期待値の補正が可能であり, そのノイズは準備, ゲート, 測定値のレベルである。
提案手法のサンプル複雑さを議論し,ノイズに対する現実的な仮定の下での誤りの軽減を厳格に保証する。
認証プロトコルの異なる実行間で出力状態が異なるようにするため、我々の技術は時間依存の動作も可能にします。
現在利用可能な量子ハードウェア上で我々の技術を実行することで、我々の研究結果を検証する。
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