論文の概要: Demonstrating scalable randomized benchmarking of universal gate sets

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.07272v2
• Date: Tue, 9 Aug 2022 04:44:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-04 22:58:19.793036
• Title: Demonstrating scalable randomized benchmarking of universal gate sets
• Title（参考訳）: 普遍ゲート集合のスケーラブルランダム化ベンチマークの実証
• Authors: Jordan Hines, Marie Lu, Ravi K. Naik, Akel Hashim, Jean-Loup Ville, Brad Mitchell, John Mark Kriekebaum, David I. Santiago, Stefan Seritan, Erik Nielsen, Robin Blume-Kohout, Kevin Young, Irfan Siddiqi, Birgitta Whaley, and Timothy Proctor
• Abstract要約: 本稿では,多くの共通かつ連続的なパラメータ化ゲートセットのスケーラブルなランダム化(RB)手法を紹介し,実演する。 我々は、我々の手法を用いて、Advanced Quantum Testbedの4つのキュービット上の普遍ゲートセットをベンチマークする。 我々は、27量子ビットのIBM Qプロセッサでの実験を行い、我々の技術が多くの量子ビットにスケールできることを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Randomized benchmarking (RB) protocols are the most widely used methods for assessing the performance of quantum gates. However, the existing RB methods either do not scale to many qubits or cannot benchmark a universal gate set. Here, we introduce and demonstrate a technique for scalable RB of many universal and continuously parameterized gate sets, using a class of circuits called randomized mirror circuits. Our technique can be applied to a gate set containing an entangling Clifford gate and the set of arbitrary single-qubit gates, as well as gate sets containing controlled rotations about the Pauli axes. We use our technique to benchmark universal gate sets on four qubits of the Advanced Quantum Testbed, including a gate set containing a controlled-S gate and its inverse, and we investigate how the observed error rate is impacted by the inclusion of non-Clifford gates. Finally, we demonstrate that our technique scales to many qubits with experiments on a 27-qubit IBM Q processor. We use our technique to quantify the impact of crosstalk on this 27-qubit device, and we find that it contributes approximately 2/3 of the total error per gate in random many-qubit circuit layers.
• Abstract（参考訳）: ランダム化ベンチマーク(RB)プロトコルは、量子ゲートの性能を評価する最も広く使われている手法である。 しかし、既存のRB法は多くの量子ビットにスケールしないか、普遍ゲートセットをベンチマークできない。 本稿では、ランダム化ミラー回路と呼ばれる一連の回路を用いて、多くの普遍的かつ連続的なパラメータ化ゲートセットのスケーラブルRB技術を紹介し、実証する。 本手法は,絡み合うクリフォードゲートと任意の単一キュービットゲートの集合を含むゲートセットと,パウリ軸に関する制御された回転を含むゲートセットに適用することができる。 我々は,制御されたSゲートを含むゲートセットとその逆数を含む4つの量子テストベッド上の普遍ゲートセットをベンチマークするために,本手法を用いて,非クリフォードゲートの挿入による観測誤差率の影響について検討する。 最後に,27量子ビットibm qプロセッサを用いた実験により,この手法が多くの量子ビットに拡張できることを実証する。 我々は,この27量子ビットデバイスにおけるクロストークの影響を定量化するため,ランダム多ビット回路層におけるゲート毎の総誤差の約2/3に寄与することが判明した。

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