論文の概要: Quantum error mitigation via matrix product operators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.00752v5
- Date: Thu, 13 Oct 2022 11:25:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 09:47:59.343416
- Title: Quantum error mitigation via matrix product operators
- Title（参考訳）: 行列積演算子による量子誤差緩和
- Authors: Yuchen Guo, Shuo Yang
- Abstract要約: 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。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.426057220671336
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In the era of noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices, the number of
controllable hardware qubits is insufficient to implement quantum error
correction (QEC). As an alternative, quantum error mitigation (QEM) can
suppress errors in measurement results via repeated experiments and
postprocessing of data. Typical techniques for error mitigation, e.g., the
quasi-probability decomposition method, ignore correlated errors between
different gates. Here, we introduce a QEM method based on the matrix product
operator (MPO) representation of a quantum circuit that can characterize the
noise channel with polynomial complexity. Our technique is demonstrated on a
$\rm{depth}=20$ fully parallel quantum circuit of up to $N_q=20$ qubits
undergoing local and global noise. The circuit error is reduced by several
times with only a small bond dimension $D^{\prime} = 1$ for the noise channel.
The MPO representation increases the accuracy of modeling noise without
consuming more experimental resources, which improves the QEM performance and
broadens its scope of application. Our method is hopeful of being applied to
circuits in higher dimensions with more qubits and deeper depth.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスでは、制御可能なハードウェア量子ビットの数は量子エラー補正(QEC)を実装するには不十分である。
代替として、QEM(Quantum error mitigation)は測定結果の誤差を反復実験やデータ後処理によって抑制することができる。
誤差軽減の典型的な手法、例えば準確率分解法は、異なるゲート間の相関誤差を無視する。
本稿では,量子回路の行列積演算子(MPO)表現に基づくQEM法を提案する。
この手法は、最大$n_q=20$ qubitsの$\rm{depth}=20$完全並列量子回路で実証されている。
回路誤差は、ノイズチャネルに対して小さな結合次元 $d^{\prime} = 1$ で数回低減される。
MPO表現は、より実験的なリソースを消費することなく、ノイズのモデリング精度を高め、QEM性能を改善し、適用範囲を広げる。
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。
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