論文の概要: Boosting Quantum Fidelity with an Ordered Diverse Ensemble of Clifford
Canary Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.13732v1
- Date: Tue, 27 Sep 2022 22:51:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 00:13:17.710052
- Title: Boosting Quantum Fidelity with an Ordered Diverse Ensemble of Clifford
Canary Circuits
- Title（参考訳）: クリフォードカナリア回路の多種多様なアンサンブルによる量子忠実度向上
- Authors: Gokul Subramanian Ravi, Jonathan M. Baker, Kaitlin N. Smith, Nathan
Earnest, Ali Javadi-Abhari, Frederic Chong
- Abstract要約: Quancorde: Quantum Canary Ordered Diverse Ensemblesは、非常に低忠実な量子アプリケーションの正しい結果を特定するための新しいアプローチである。
これは量子デバイスにおける多様性というキーとなる考え方に基づいており、ノイズ源のバリエーションは各デバイス(aのポート)をユニークにする。
Quancordeは評価された量子アプリケーションの忠実度を平均8.9x/4.2x、最大34xで改善する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.915346323748978
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: On today's noisy imperfect quantum devices, execution fidelity tends to
collapse dramatically for most applications beyond a handful of qubits. It is
therefore imperative to employ novel techniques that can boost quantum fidelity
in new ways.
This paper aims to boost quantum fidelity with Clifford canary circuits by
proposing Quancorde: Quantum Canary Ordered Diverse Ensembles, a fundamentally
new approach to identifying the correct outcomes of extremely low-fidelity
quantum applications. It is based on the key idea of diversity in quantum
devices - variations in noise sources, make each (portion of a) device unique,
and therefore, their impact on an application's fidelity, also unique.
Quancorde utilizes Clifford canary circuits (which are classically simulable,
but also resemble the target application structure and thus suffer similar
structural noise impact) to order a diverse ensemble of devices or
qubits/mappings approximately along the direction of increasing fidelity of the
target application. Quancorde then estimates the correlation of the
ensemble-wide probabilities of each output string of the application, with the
canary ensemble ordering, and uses this correlation to weight the application's
noisy probability distribution. The correct application outcomes are expected
to have higher correlation with the canary ensemble order, and thus their
probabilities are boosted in this process.
Doing so, Quancorde improves the fidelity of evaluated quantum applications
by a mean of 8.9x/4.2x (wrt. different baselines) and up to a maximum of 34x.
- Abstract（参考訳）: 今日のノイズの多い不完全な量子デバイスでは、実行の忠実さは少数の量子ビットを超えるほとんどのアプリケーションにとって劇的に崩壊する傾向がある。
したがって、新しい方法で量子忠実性を高める新しい技術を採用することが不可欠である。
量子カナリア順序付けられた多様なアンサンブルは、極端に低忠実度な量子応用の結果を特定するための基本的な新しいアプローチである。
これは量子デバイスの多様性というキーとなる考え方に基づいており、ノイズ源のバリエーション、各(aのポート)デバイスをユニークにするため、アプリケーションの忠実性にも影響する。
quancordeはクリフォード・カナリア回路(伝統的にシミュレート可能であるが、ターゲットアプリケーション構造に類似しており、同様の構造ノイズの影響を受けている)を使用して、ターゲットアプリケーションの忠実度を高める方向に沿って、デバイスやクビット/マッピングの多様なアンサンブルを注文する。
次に、Quarkcordeは、アプリケーションの各出力文字列のアンサンブルワイド確率とカナリアアンサンブル順序の相関を推定し、この相関を使ってアプリケーションのノイズの多い確率分布を重み付けする。
正しい適用結果がカナリアアンサンブルの順序と高い相関性を持つことが期待され、この過程でその確率が向上する。
quancordeは評価された量子アプリケーションの信頼性を8.9x/4.2x(異なるベースライン)と最大34倍向上させる。
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