論文の概要: An Efficient Quantum Readout Error Mitigation for Sparse Measurement
Outcomes of Near-term Quantum Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11046v2
- Date: Fri, 18 Feb 2022 07:06:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-27 20:26:35.308413
- Title: An Efficient Quantum Readout Error Mitigation for Sparse Measurement
Outcomes of Near-term Quantum Devices
- Title（参考訳）: 近接量子デバイスのスパース計測結果に対する効率的な量子読み出し誤差低減法
- Authors: Bo Yang, Rudy Raymond, Shumpei Uno
- Abstract要約: 数十量子ビット以上の量子デバイスに対する2つの効率的な量子読み出し誤差軽減手法を提案する。
提案手法の主なターゲットは,少数の状態が支配的なスパース確率分布である。
提案手法は、最大65キュービットのGHZ状態をIBM Quantumデバイス上で数秒以内に緩和し、0.5以上の忠実度を持つ29キュービットGHZ状態の存在を確認するために適用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.9958720589619094
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The readout error on the near-term quantum devices is one of the dominant
noise factors, which can be mitigated by classical post-processing called
quantum readout error mitigation (QREM). The standard QREM method applies the
inverse of noise calibration matrix to the outcome probability distribution
using exponential computational resources to the system size. Hence this
standard approach is not applicable to the current quantum devices with tens of
qubits and more. We propose two efficient QREM methods on such devices whose
computational complexity is $O(ns^2)$ for probability distributions on
measuring $n$ qubits with $s$ shots. The main targets of the proposed methods
are the sparse probability distributions where only a few states are dominant.
We compare the proposed methods with several recent QREM methods on the
following three cases: expectation values of GHZ state, its fidelities, and the
estimation error of maximum likelihood amplitude estimation (MLAE) algorithm
with modified Grover iterator. The two cases of the GHZ state are on real IBM
quantum devices, while the third is by numerical simulation. The proposed
methods can be applied to mitigate GHZ states up to 65 qubits on IBM Quantum
devices within a few seconds to confirm the existence of a 29-qubit GHZ state
with fidelity larger than 0.5. The proposed methods also succeed in the
estimation of the amplitude in MLAE with the modified Grover operator where
other QREM methods fail.
- Abstract（参考訳）: 短期量子デバイスにおける読み出し誤差は、古典的な後処理であるQREM(Quantum Readout error mitigation)によって緩和される、支配的なノイズ要因の1つである。
標準qrem法は、指数計算資源を用いた結果確率分布に対する雑音校正行列の逆解析をシステムサイズに適用する。
したがって、この標準的なアプローチは、数十キュービット以上の現在の量子デバイスには適用できない。
計算複雑性が$O(ns^2)$で、$n$ qubitsと$s$shotsの確率分布を測る2つの効率的なQREM法を提案する。
提案手法の主なターゲットは、少数の状態が支配的であるスパース確率分布である。
提案手法を,GHZ状態の期待値,その忠実度,および修正Groverイテレータを用いた最大最大振幅推定(MLAE)アルゴリズムの推定誤差という,最近のQREM法と比較した。
GHZ状態の2つのケースは実際のIBM量子デバイス上にあり、3番目のケースは数値シミュレーションである。
提案手法は、最大65キュービットのGHZ状態をIBM Quantumデバイス上で数秒以内に緩和し、0.5以上の忠実度を持つ29キュービットGHZ状態の存在を確認する。
提案手法は,他のQREM法が故障したGrover演算子を用いたMLAEの振幅推定にも成功している。
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