論文の概要: VAQEM: A Variational Approach to Quantum Error Mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.05821v1
- Date: Fri, 10 Dec 2021 20:38:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 22:25:12.019277
- Title: VAQEM: A Variational Approach to Quantum Error Mitigation
- Title（参考訳）: VAQEM:量子エラー軽減のための変分アプローチ
- Authors: Gokul Subramanian Ravi, Kaitlin N. Smith, Pranav Gokhale, Andrea Mari,
Nathan Earnest, Ali Javadi-Abhari and Frederic T. Chong
- Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)はノイズに対して比較的頑丈であるが、誤差は短期量子マシン上でのVQAにとって大きな有害である。
本稿では,VQAの動的ノイズ発生特性を動的に調整するVAQEMを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.399731524905839
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Variational Quantum Algorithms (VQAs) are relatively robust to noise, but
errors are still a significant detriment to VQAs on near-term quantum machines.
It is imperative to employ error mitigation techniques to improve VQA fidelity.
While existing error mitigation techniques built from theory provide
substantial gains, the disconnect between theory and real machine execution
limits their benefits. Thus, it is critical to optimize mitigation techniques
to explicitly suit the target application as well as the noise characteristics
of the target machine.
We propose VAQEM, which dynamically tailors existing error mitigation
techniques to the actual, dynamic noisy execution characteristics of VQAs on a
target quantum machine. We do so by tuning specific features of these
mitigation techniques similar to the traditional rotation angle parameters - by
targeting improvements towards a specific objective function which represents
the VQA problem at hand. In this paper, we target two types of error mitigation
techniques which are suited to idle times in quantum circuits: single qubit
gate scheduling and the insertion of dynamical decoupling sequences. We gain
substantial improvements to VQA objective measurements - a mean of over 3x
across a variety of VQA applications, run on IBM Quantum machines.
More importantly, the proposed variational approach is general and can be
extended to many other error mitigation techniques whose specific
configurations are hard to select a priori. Integrating more mitigation
techniques into the VAQEM framework can lead to potentially realizing
practically useful VQA benefits on today's noisy quantum machines.
- Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(VQA)はノイズに対して比較的頑丈であるが、誤差は短期量子マシン上でのVQAにとって大きな有害である。
VQAの忠実度を改善するためにエラー軽減技術を採用することが不可欠である。
理論から構築された既存のエラー軽減技術は大きな利益をもたらすが、理論と実マシン実行の間の切断はそれらの利点を制限している。
したがって、ターゲットマシンのノイズ特性だけでなく、ターゲットアプリケーションに明示的に適合するように緩和技術を最適化することが重要である。
ターゲット量子マシン上でのVQAの実際の動的ノイズ発生特性に対して,既存の誤差軽減手法を動的に調整するVAQEMを提案する。
従来の回転角パラメータと同様に、これらの緩和手法の特定の特徴を調整し、VQA問題を表す特定の目的関数への改善を目標とする。
本稿では,量子回路におけるアイドル時間に適した2種類の誤り緩和手法である単一量子ビットゲートスケジューリングと動的デカップリング列の挿入を目標とする。
VQAの客観的測定は,IBM Quantumマシン上で動作するさまざまなVQAアプリケーションに対して,平均で3倍以上に向上しています。
より重要なことに、提案された変分アプローチは一般的であり、特定の設定が優先順位を選択するのが難しい他の多くのエラー緩和技術に拡張することができる。
VAQEMフレームワークにさらなる緩和技術を統合することで、今日のノイズの多い量子マシンにおいて実用的に有用なVQAメリットを実現することが可能になる。
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