論文の概要: Toward Reliability in the NISQ Era: Robust Interval Guarantee for
Quantum Measurements on Approximate States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.09793v2
- Date: Mon, 9 Jan 2023 11:23:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 02:11:17.398995
- Title: Toward Reliability in the NISQ Era: Robust Interval Guarantee for
Quantum Measurements on Approximate States
- Title（参考訳）: NISQ時代の信頼性に向けて:近似状態の量子測定のためのロバスト間隔保証
- Authors: Maurice Weber, Abhinav Anand, Alba Cervera-Lierta, Jakob S. Kottmann,
Thi Ha Kyaw, Bo Li, Al\'an Aspuru-Guzik, Ce Zhang, Zhikuan Zhao
- Abstract要約: 理想的な設定で出力を含むことが保証されるロバストネス間隔を開発する。
ノイズ・ノイズレスシミュレーションにおける変分量子固有解法(VQE)の文脈において,本研究の結果を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.58897666429261
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Near-term quantum computation holds potential across multiple application
domains. However, imperfect preparation and evolution of states due to
algorithmic and experimental shortcomings, characteristic in the near-term
implementation, would typically result in measurement outcomes deviating from
the ideal setting. It is thus crucial for any near-term application to quantify
and bound these output errors. We address this need by deriving robustness
intervals which are guaranteed to contain the output in the ideal setting. The
first type of interval is based on formulating robustness bounds as
semi-definite programs, and uses only the first moment and the fidelity to the
ideal state. Furthermore, we consider higher statistical moments of the
observable and generalize bounds for pure states based on the non-negativity of
Gram matrices to mixed states, thus enabling their applicability in the NISQ
era where noisy scenarios are prevalent. Finally, we demonstrate our results in
the context of the variational quantum eigensolver (VQE) on noisy and noiseless
simulations.
- Abstract（参考訳）: 短期量子計算は複数のアプリケーションドメインにまたがるポテンシャルを持っている。
しかし、アルゴリズム的および実験的欠点による状態の不完全な準備と進化は、短期的実装の特徴であり、理想的設定から逸脱する測定結果をもたらす。
したがって、短期アプリケーションはこれらの出力エラーを定量化し、バインドすることが不可欠である。
理想的な設定で出力を含むことが保証されるロバスト性間隔を導出することで、このニーズに対処する。
最初のタイプの区間は、半定値プログラムとして頑健性境界の定式化に基づいており、第一モーメントと理想状態への忠実度のみを使用する。
さらに, 混合状態に対するグラム行列の非負性に基づく純状態の観測可能および一般化境界の統計モーメントも高く, ノイズシナリオが普及するNISQ時代に適用可能であることを考察した。
最後に、ノイズやノイズのないシミュレーションにおいて、変動量子固有解法(VQE)の文脈で結果を示す。
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