論文の概要: NISQ: Error Correction, Mitigation, and Noise Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.02345v2
• Date: Thu, 4 Aug 2022 16:57:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-09 06:51:06.448795
• Title: NISQ: Error Correction, Mitigation, and Noise Simulation
• Title（参考訳）: NISQ:誤り訂正・緩和・騒音シミュレーション
• Authors: Ningping Cao, Junan Lin, David Kribs, Yiu-Tung Poon, Bei Zeng and Raymond Laflamme
• Abstract要約: 誤り訂正符号は、ノイズの多い通信チャネルの誤りを修正するために発明された。 量子エラー訂正(QEC)は、情報伝達、量子シミュレーション/計算、フォールトトレランスなど幅広い用途を持つ。 本研究は,QEM(Quantum Error Mitigation)の課題について,いくつかの観点から検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.39146761527401414
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Error-correcting codes were invented to correct errors on noisy communication channels. Quantum error correction (QEC), however, may have a wider range of uses, including information transmission, quantum simulation/computation, and fault-tolerance. These invite us to rethink QEC, in particular, about the role that quantum physics plays in terms of encoding and decoding. The fact that many quantum algorithms, especially near-term hybrid quantum-classical algorithms, only use limited types of local measurements on quantum states, leads to various new techniques called Quantum Error Mitigation (QEM). This work examines the task of QEM from several perspectives. Using some intuitions built upon classical and quantum communication scenarios, we clarify some fundamental distinctions between QEC and QEM. We then discuss the implications of noise invertibility for QEM, and give an explicit construction called Drazin-inverse for non-invertible noise, which is trace preserving while the commonly-used Moore-Penrose pseudoinverse may not be. Finally, we study the consequences of having an imperfect knowledge about the noise, and derive conditions when noise can be reduced using QEM.
• Abstract（参考訳）: 誤り訂正符号はノイズの多い通信チャネルの誤りを修正するために発明された。 しかし、qec(quantum error correction)は、情報伝達、量子シミュレーション/計算、フォールトトレランスなど、幅広い用途を持つ可能性がある。 これらはQEC、特に量子物理学がエンコーディングや復号化において果たす役割について再考することを呼び起こします。 多くの量子アルゴリズム、特に短期的なハイブリッド量子古典アルゴリズムが、量子状態上の限られた種類の局所的測定のみを使用するという事実は、量子エラー緩和(qem)と呼ばれる様々な新しい技術をもたらす。 本研究は,様々な観点からQEMの課題を考察する。 古典的および量子的コミュニケーションシナリオに基づくいくつかの直観を用いて、qecとqemの基本的な違いを明らかにする。 次に、qem の雑音可逆性の意味を議論し、非可逆雑音に対する drazin-inverse と呼ばれる明示的な構成を与える。 最後に,雑音に関する不完全な知識を持つことによる結果について検討し,qemを用いて雑音を低減できる条件を導出する。

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