論文の概要: Navigating the dynamic noise landscape of variational quantum algorithms
with QISMET
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.12280v2
- Date: Fri, 29 Sep 2023 21:20:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-03 21:09:23.892828
- Title: Navigating the dynamic noise landscape of variational quantum algorithms
with QISMET
- Title（参考訳）: QISMETを用いた変分量子アルゴリズムの動的ノイズランドスケープのナビゲーション
- Authors: Gokul Subramanian Ravi, Kaitlin N. Smith, Jonathan M. Baker, Tejas
Kannan, Nathan Earnest, Ali Javadi-Abhari, Henry Hoffmann and Frederic T.
Chong
- Abstract要約: 反復型長時間実行量子アプリケーションの最も一般的な例は変分量子アルゴリズム(VQA)である。
ノイズ変動は、VQA/チューニング候補の目的関数推定に顕著な過渡的な影響をもたらす可能性がある。
本稿では,QISMETを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.99585857871427
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Transient errors from the dynamic NISQ noise landscape are challenging to
comprehend and are especially detrimental to classes of applications that are
iterative and/or long-running, and therefore their timely mitigation is
important for quantum advantage in real-world applications. The most popular
examples of iterative long-running quantum applications are variational quantum
algorithms (VQAs). Iteratively, VQA's classical optimizer evaluates circuit
candidates on an objective function and picks the best circuits towards
achieving the application's target. Noise fluctuation can cause a significant
transient impact on the objective function estimation of the VQA iterations /
tuning candidates. This can severely affect VQA tuning and, by extension, its
accuracy and convergence.
This paper proposes QISMET: Quantum Iteration Skipping to Mitigate Error
Transients, to navigate the dynamic noise landscape of VQAs. QISMET actively
avoids instances of high fluctuating noise which are predicted to have a
significant transient error impact on specific VQA iterations. To achieve this,
QISMET estimates transient error in VQA iterations and designs a controller to
keep the VQA tuning faithful to the transient-free scenario. By doing so,
QISMET efficiently mitigates a large portion of the transient noise impact on
VQAs and is able to improve the fidelity by 1.3x-3x over a traditional VQA
baseline, with 1.6-2.4x improvement over alternative approaches, across
different applications and machines. Further, to diligently analyze the effects
of transients, this work also builds transient noise models for target VQA
applications from observing real machine transients. These are then integrated
with the Qiskit simulator.
- Abstract（参考訳）: 動的NISQノイズランドスケープからの過渡的エラーは理解が困難であり、特に反復的および/または長時間実行可能なアプリケーションのクラスに有害である。
反復型量子応用の最も一般的な例は変分量子アルゴリズム(vqas)である。
反復的に、vqaのクラシックオプティマイザは、目的関数の回路候補を評価し、アプリケーションの目標を達成するための最善の回路を選択する。
ノイズ変動は、VQAイテレーション/チューニング候補の客観的関数推定に大きな過渡的な影響を与える可能性がある。
これはVQAチューニングに大きく影響し、拡張によってその正確性と収束性に影響を与える。
本稿では,VQAの動的雑音環境をナビゲートするためのQISMETを提案する。
QISMETは、特定のVQAイテレーションに対する過渡的エラーの影響が大きいと予測される高変動雑音の事例を積極的に回避する。
これを実現するために、QISMETはVQAイテレーションの過渡誤差を推定し、VQAチューニングを過渡なシナリオに忠実に保つためにコントローラを設計する。
これにより、QISMETはVQAに対する過渡的ノイズの影響の大部分を効率よく軽減し、従来のVQAベースラインよりも1.3x-3xの忠実度を向上できる。
さらに、過渡現象の影響を丁寧に分析するために、本研究では、実機械過渡現象の観測からターゲットVQAアプリケーションのための過渡雑音モデルを構築する。
これらはqiskitシミュレータに統合される。
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