論文の概要: Re-examining the quantum volume test: Ideal distributions, compiler
optimizations, confidence intervals, and scalable resource estimations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14808v3
- Date: Wed, 4 May 2022 16:18:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-10 02:58:39.792573
- Title: Re-examining the quantum volume test: Ideal distributions, compiler
optimizations, confidence intervals, and scalable resource estimations
- Title（参考訳）: 量子ボリュームテストの再検討:理想分布、コンパイラ最適化、信頼区間、スケーラブルなリソース推定
- Authors: Charles H. Baldwin, Karl Mayer, Natalie C. Brown, Ciar\'an
Ryan-Anderson, David Hayes
- Abstract要約: 量子ボリュームテストにより、設計面、エラーに対する感度、基準通過、および量子コンピュータにおける通過の意味をよりよく理解する。
異なるエラーモデルとコンパイラ最適化オプションの下で予測される重出力確率を推定する効率的なアルゴリズムを提案する。
量子量テストは量子コンピュータの実用的あるいは運用的能力について,特に量子誤り訂正の観点から何を意味するのかを論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.20999222360659606
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum volume test is a full-system benchmark for quantum computers that
is sensitive to qubit number, fidelity, connectivity, and other quantities
believed to be important in building useful devices. The test was designed to
produce a single-number measure of a quantum computer's general capability, but
a complete understanding of its limitations and operational meaning is still
missing. We explore the quantum volume test to better understand its design
aspects, sensitivity to errors, passing criteria, and what passing implies
about a quantum computer. We elucidate some transient behaviors the test
exhibits for small qubit number including the ideal measurement output
distributions and the efficacy of common compiler optimizations. We then
present an efficient algorithm for estimating the expected heavy output
probability under different error models and compiler optimization options,
which predicts performance goals for future systems. Additionally, we explore
the original confidence interval construction and show that it underachieves
the desired coverage level for single shot experiments and overachieves for
more typical number of shots. We propose a new confidence interval construction
that reaches the specified coverage for typical number of shots and is more
efficient in the number of circuits needed to pass the test. We demonstrate
these savings with a $QV=2^{10}$ experimental dataset collected from Quantinuum
System Model H1-1. Finally, we discuss what the quantum volume test implies
about a quantum computer's practical or operational abilities especially in
terms of quantum error correction.
- Abstract（参考訳）: 量子ボリュームテスト(quantum volume test)は、量子コンピュータの完全なシステムベンチマークであり、量子ビット数、忠実度、接続性、その他有用なデバイスを構築する上で重要と思われる量に敏感である。
このテストは量子コンピュータの一般能力の1桁の尺度を作成するために設計されたが、その限界と運用上の意味については完全に理解されていない。
量子ボリュームテストにより、設計面、エラーに対する感度、基準通過、および量子コンピュータにおける通過の意味をよりよく理解する。
理想的な測定出力分布と共通コンパイラ最適化の有効性を含む、小さなキュービット数に対してテストが示す過渡的な挙動を解明する。
次に,異なるエラーモデルとコンパイラ最適化オプションに基づいて予測される重出力確率を推定し,将来のシステムの性能目標を予測するアルゴリズムを提案する。
さらに,従来の信頼区間構築について検討し,より典型的なショット数に対して,単発実験やオーバーホール実験において所望のカバレッジレベルを低くすることを示す。
そこで本研究では,典型的なショット数に対して所定の範囲に到達し,テストに合格する回路数においてより効率的な信頼区間構成を提案する。
qv=2^{10}$実験データセットを量子式システムモデルh1-1から収集した。
最後に,量子量テストが量子コンピュータの実用的あるいは運用的能力について,特に量子誤差補正の観点からどのような意味を持つのかを考察する。
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