論文の概要: Using copies to improve precision in continuous-time quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.02545v2
- Date: Tue, 30 Aug 2022 14:37:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-10 09:43:44.492473
- Title: Using copies to improve precision in continuous-time quantum computing
- Title（参考訳）: 連続時間量子コンピューティングにおけるコピーを用いた精度向上
- Authors: Jemma Bennett, Adam Callison, Tom O'Leary, Mia West, Nicholas
Chancellor and Viv Kendon
- Abstract要約: 量子計算において、イジングスピンハミルトニアンに符号化された問題の多重コピーにおける物理量子ビットは、論理系のエラーに対する堅牢性を高めるために結合される。
このスキームを大幅に改善するいくつかの革新を紹介します。
誤差によって引き起こされるスピンフリップに対抗して,最小強度の反強磁性リンクが最適であることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9786690381850356
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In the quantum optimisation setting, we build on a scheme introduced by Young
et al [PRA 88, 062314, 2013], where physical qubits in multiple copies of a
problem encoded into an Ising spin Hamiltonian are linked together to increase
the logical system's robustness to error. We introduce several innovations that
improve this scheme significantly. First, we note that only one copy needs to
be correct by the end of the computation, since solution quality can be checked
efficiently. Second, we find that ferromagnetic links do not generally help in
this "one correct copy" setting, but anti-ferromagnetic links do help on
average, by suppressing the chance of the same error being present on all of
the copies. Third, we find that minimum-strength anti-ferromagnetic links
perform best, by counteracting the spin-flips induced by the errors. We have
numerically tested our innovations on small instances of spin glasses from
Callison et al [NJP 21, 123022, 2019], and we find improved error tolerance for
three or more copies in configurations that include frustration. Interpreted as
an effective precision increase, we obtain several extra bits of precision for
three copies connected in a triangle. This provides proof-of-concept of a
method for scaling quantum annealing beyond the precision limits of hardware, a
step towards fault tolerance in this setting.
- Abstract（参考訳）: 量子最適化設定では、young et al [pra 88, 062314, 2013] によって導入されたスキームに基づき、イジングスピンハミルトニアンにエンコードされた問題の複数のコピー内の物理量子ビットが結合され、論理システムのエラーに対するロバスト性が向上する。
このスキームを大幅に改善するいくつかの革新を紹介します。
まず、計算の終わりまでには、ソリューションの品質を効率的にチェックできるため、1つのコピーだけを正す必要があることに注意する。
第二に、強磁性リンクは一般にこの「1つの正しいコピー」設定では役に立たないが、反強磁性リンクは全てのコピーに同じ誤差が存在する確率を抑えることで平均的に有効である。
第3に、最小強度の反強磁性リンクは、誤差によって引き起こされるスピンフリップを相殺することにより、最もよく機能する。
われわれはCalisonらによる(NJP 21 123022, 2019)スピングラスの小さな例で、我々のイノベーションを数値的に検証し、フラストレーションを含む3つ以上の構成でエラー耐性を改善した。
効果的な精度向上として解釈し、三角形で連結された3つのコピーに対して数ビットの精度を得る。
これは、ハードウェアの精度限界を超えて量子アニールをスケールする方法の実証、すなわち、この設定におけるフォールトトレランスへのステップを提供する。
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