論文の概要: Universal Sampling Lower Bounds for Quantum Error Mitigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.09178v4
• Date: Thu, 23 Nov 2023 09:14:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-28 05:08:22.910979
• Title: Universal Sampling Lower Bounds for Quantum Error Mitigation
• Title（参考訳）: 量子誤差緩和のためのユニバーサルサンプリング下限
• Authors: Ryuji Takagi and Hiroyasu Tajima and Mile Gu
• Abstract要約: 我々は、基本サンプリングコスト -- 任意の緩和プロトコルがノイズの多い量子デバイスを実行しなければならない回数 -- を特徴付けている。 この結果から,様々なノイズモデルに対して回路深度を指数関数的に増加させ,誤差を低減させるプロトコルの幅広い種類に要するサンプリングコストが増大することが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Numerous quantum error-mitigation protocols have been proposed, motivated by the critical need to suppress noise effects on intermediate-scale quantum devices. Yet, their general potential and limitations remain elusive. In particular, to understand the ultimate feasibility of quantum error mitigation, it is crucial to characterize the fundamental sampling cost -- how many times an arbitrary mitigation protocol must run a noisy quantum device. Here, we establish universal lower bounds on the sampling cost for quantum error mitigation to achieve the desired accuracy with high probability. Our bounds apply to general mitigation protocols, including the ones involving nonlinear postprocessing and those yet-to-be-discovered. The results imply that the sampling cost required for a wide class of protocols to mitigate errors must grow exponentially with the circuit depth for various noise models, revealing the fundamental obstacles in the scalability of useful noisy near-term quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 中間スケールの量子デバイスにおけるノイズ効果を抑制するために、多くの量子誤り軽減プロトコルが提案されている。 しかし、その一般的な可能性と限界はいまだ解明されていない。 特に、量子エラー軽減の究極の実現可能性を理解するためには、基本サンプリングコスト -- 任意の緩和プロトコルがノイズの多い量子デバイスを実行しなければならない回数 -- を特徴付けることが不可欠である。 本稿では,量子誤差軽減のためのサンプリングコストの普遍的下限を定め,高い確率で所望の精度を達成する。 我々の限界は、非線形後処理を含む一般的な緩和プロトコルや、未発見のプロトコルにも当てはまる。 その結果、様々なノイズモデルにおいて、幅広い種類のプロトコルがエラーを緩和するために必要となるサンプリングコストは指数関数的に増大し、有用なノイズの短期量子デバイスのスケーラビリティにおける基本的な障害が明らかになった。

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