論文の概要: Error statistics and scalability of quantum error mitigation formulas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.06255v1
- Date: Sun, 12 Dec 2021 15:02:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 18:40:25.186805
- Title: Error statistics and scalability of quantum error mitigation formulas
- Title（参考訳）: 量子誤差緩和公式の誤差統計と拡張性
- Authors: Dayue Qin, Yanzhu Chen, Ying Li
- Abstract要約: 量子誤差の緩和に統計学の原理を適用し,その内在誤差のスケーリング挙動を分析する。
誤差は、緩和前のゲート番号$N$、緩和後のサブ線形$O(epsilonprime Ngamma)$で線形的に増加する。
$sqrtN$スケーリングは、大数の法則の結果であり、大きな回路でエラーを抑えることができることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.762232147934851
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing promises advantages over classical computing in many
problems. The main obstacle to realising quantum advantage is noise in quantum
devices. Quantum error correction and mitigation are two approaches to tackle
the impact of noise. Whereas error correction requires an enormous qubit
overhead, error mitigation is a set of protocols using minimal qubit resources.
Although protocols such as error extrapolation and error cancellation have been
successfully implemented in experiments of a few qubits, it remains unclear
whether error mitigation will be effective in quantum circuits with tens to
hundreds of qubits. It is believed that at this scale quantum computing starts
to outperform classical computing in certain problems. Therefore, this question
is one of the essential issues for taking quantum advantage on
intermediate-scale devices. In this paper, we apply statistics principles to
quantum error mitigation and analyse the scaling behaviour of its intrinsic
error. We find that the error increases linearly $O(\epsilon N)$ with the gate
number $N$ before mitigation and sub-linearly $O(\epsilon^\prime N^\gamma)$
after mitigation, where $\gamma \approx 0.5$, $\epsilon$ is the error rate of a
quantum gate, and $\epsilon^\prime$ is a protocol-dependent factor. The
$\sqrt{N}$ scaling is a consequence of the law of large numbers, and it
indicates that error mitigation can suppress the error by a larger factor in
larger circuits. We propose importance Clifford sampling as a key technique for
error mitigation in large circuits to obtain this result.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは多くの問題において古典コンピューティングよりも有利である。
量子アドバンテージを実現するための主な障害は、量子デバイスにおけるノイズである。
量子誤差補正と緩和は、ノイズの影響に対処する2つのアプローチである。
エラー訂正には膨大なキュービットオーバーヘッドを必要とするが、エラー軽減は最小のキュービットリソースを使用するプロトコルの集合である。
数量子ビットの実験では、誤り外挿やエラーキャンセルなどのプロトコルがうまく実装されているが、数十から数百量子ビットの量子回路でエラー軽減が有効かどうかは不明である。
この規模では、量子コンピューティングは特定の問題において古典的コンピューティングを上回るものになり始めると信じられている。
したがって、この問題は中間スケールデバイスで量子優位を取る上で不可欠な問題の一つである。
本稿では,量子誤差の緩和に統計学の原理を適用し,その内在誤差のスケーリング挙動を解析する。
この誤差は緩和前のゲート番号 $n$ で線形に$o(\epsilon n)$、緩和後に$o(\epsilon^\prime n^\gamma)$ となり、ここで$\gamma \approx 0.5$, $\epsilon$ は量子ゲートの誤差率であり、$\epsilon^\prime$ はプロトコル依存因子である。
この$\sqrt{n}$のスケーリングは、大きな数の法則の結果であり、大きな回路でエラーの軽減が大きな要因によってエラーを抑制する可能性があることを示している。
本稿では,大規模な回路における誤差低減のための重要な手法として,クリフォードサンプリングを提案する。
関連論文リスト
- Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。
我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z) - Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum
Circuits [84.60542868688235]
量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。
パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。
繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z) - A lower bound on the space overhead of fault-tolerant quantum computation [51.723084600243716]
しきい値定理は、フォールトトレラント量子計算の理論における基本的な結果である。
振幅雑音を伴う耐故障性量子計算の最大長に対する指数的上限を証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-31T22:19:49Z) - Quantum error mitigation via matrix product operators [27.426057220671336]
QEM(Quantum error mitigation)は、測定結果の誤差を反復実験やデータのポスト分解によって抑制することができる。
MPO表現は、より実験的なリソースを消費することなく、ノイズをモデル化する精度を高める。
我々の手法は、より量子ビットと深度の高い高次元の回路に適用できることを期待している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-03T16:57:43Z) - $i$-QER: An Intelligent Approach towards Quantum Error Reduction [5.055934439032756]
量子回路のエラーを評価するスケーラブルな機械学習ベースのアプローチである$i$-QERを導入する。
i$-QERは、教師付き学習モデルを使用して、与えられた量子回路で可能なエラーを予測する。
これにより、大きな量子回路を2つの小さなサブ回路に分割する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-12T20:45:03Z) - Towards Demonstrating Fault Tolerance in Small Circuits Using Bacon-Shor
Codes [5.352699766206807]
我々は、量子回路をフォールトトレラントに実装する次のステップについて研究する。
偏極雑音モデルにおけるパウリ誤差率$p$の擬似閾値を計算する。
複数ラウンドの安定化器測定により、最後に1ラウンドを実施した場合よりも改善が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-04T14:24:14Z) - Gleipnir: Toward Practical Error Analysis for Quantum Programs (Extended
Version) [6.349076549152475]
Gleipnirは、量子プログラムにおける検証済みエラー境界を実用的に計算するための新しい方法論である。
Gleipnir は $(hatrho,delta)$-diamond ノルムメートル法に基づいて、ノイズの多い量子プログラムにおけるエラー境界を推論するための軽量な論理を特徴とする。
実験の結果、Gleipnirは10から100キュービットの実世界の量子プログラムに対して、タイトなエラー境界を効率的に生成できることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-13T16:45:57Z) - Exponential suppression of bit or phase flip errors with repetitive
error correction [56.362599585843085]
最先端の量子プラットフォームは通常、物理的エラーレートが10～3ドル近くである。
量子誤り訂正(QEC)は、多くの物理量子ビットに量子論理情報を分散することで、この分割を橋渡しすることを約束する。
超伝導量子ビットの2次元格子に埋め込まれた1次元繰り返し符号を実装し、ビットまたは位相フリップ誤差の指数的抑制を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-11T17:11:20Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z) - Describing quantum metrology with erasure errors using weight
distributions of classical codes [9.391375268580806]
我々は、古典的な$[n,k,d]$二進ブロック符号に対応する構造を持つ量子プローブ状態について検討する。
これらのプローブ状態が古典場の未知の大きさを推定できるという究極の精度の限界を得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-06T16:22:40Z) - Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State
Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。
我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。