論文の概要: Software mitigation of coherent two-qubit gate errors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04669v1
• Date: Mon, 8 Nov 2021 17:37:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-08 20:14:42.869996
• Title: Software mitigation of coherent two-qubit gate errors
• Title（参考訳）: コヒーレント2ビットゲート誤差のソフトウェア緩和
• Authors: Lingling Lao, Alexander Korotkov, Zhang Jiang, Wojciech Mruczkiewicz, Thomas E. O'Brien, Dan E. Browne
• Abstract要約: 2量子ゲートは量子コンピューティングの重要な構成要素である。 しかし、量子ビット間の不要な相互作用(いわゆる寄生ゲート)は、量子アプリケーションの性能を低下させる。 寄生性2ビットゲート誤差を軽減するための2つのソフトウェア手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.878249096379804
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Two-qubit gates are important components of quantum computing. However, unwanted interactions between qubits (so-called parasitic gates) can be particularly problematic and degrade the performance of quantum applications. In this work, we present two software methods to mitigate parasitic two-qubit gate errors. The first approach is built upon the KAK decomposition and keeps the original unitary decomposition for the error-free native two-qubit gate. It counteracts a parasitic two-qubit gate by only applying single-qubit rotations and therefore has no two-qubit gate overhead. We show the optimal choice of single-qubit mitigation gates. The second approach applies a numerical optimisation algorithm to re-compile a target unitary into the error-parasitic two-qubit gate plus single-qubit gates. We demonstrate these approaches on the CPhase-parasitic iSWAP-like gates. The KAK-based approach helps decrease unitary infidelity by a factor of 3 compared to the noisy implementation without error mitigation. When arbitrary single-qubit rotations are allowed, recompilation could completely mitigate the effect of parasitic errors but may require more native gates than the KAK-based approach. We also compare their average gate fidelity under realistic noise models, including relaxation and depolarising errors. Numerical results suggest that different approaches are advantageous in different error regimes, providing error mitigation guidance for near-term quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 2量子ビットゲートは量子コンピューティングの重要なコンポーネントである。 しかし、量子ビット間の不要な相互作用(いわゆる寄生ゲート)は特に問題があり、量子アプリケーションの性能を低下させる。 本研究では,寄生的な2量子ビットゲートエラーを緩和する2つのソフトウェア手法を提案する。 最初のアプローチはKAK分解に基づいて構築され、エラーのないネイティブ2ビットゲートに対する元のユニタリ分解を保持する。 1量子ビットの回転のみを適用することで寄生的な2量子ビットゲートに反動するので、2量子ビットのゲートのオーバーヘッドはない。 単一量子ビット緩和ゲートの最適選択を示す。 第2のアプローチでは、ターゲットユニタリを2量子ゲートと1量子ゲートに再コンパイルする数値最適化アルゴリズムを適用している。 これらの手法をCPhase-parasitic iSWAP-like gate上で実証する。 KAKベースのアプローチは、誤りを緩和しないノイズ実装と比較して、3の係数でユニタリ不整合を減少させる。 任意の単一ビット回転が許される場合、再コンパイルは寄生誤差の影響を完全に緩和するが、KAKベースのアプローチよりもネイティブゲートを必要とする可能性がある。 また,リラクゼーションや非分極誤差など,現実的なノイズモデル下での平均ゲート忠実度を比較する。 数値的な結果から,異なる手法が様々なエラー機構において有利であることが示唆される。

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