論文の概要: Study of noise in virtual distillation circuits for quantum error mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15317v2
- Date: Wed, 10 Jul 2024 09:23:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-11 22:39:20.997629
- Title: Study of noise in virtual distillation circuits for quantum error mitigation
- Title（参考訳）: 量子誤り低減のための仮想蒸留回路におけるノイズの研究
- Authors: Pontus Vikstål, Giulia Ferrini, Shruti Puri,
- Abstract要約: 循環置換回路における非相関な同一ノイズの影響について検討する。
観測対象物の期待値の推定は, 騒音の劣化に対して頑健であることがわかった。
この結果から,短期的に高い精度で幅広い量子アルゴリズムを実装でき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: Virtual distillation has been proposed as an error mitigation protocol for estimating the expectation values of observables in quantum algorithms. It proceeds by creating a cyclic permutation of $M$ noisy copies of a quantum state using a sequence of controlled-swap gates. If the noise does not shift the dominant eigenvector of the density operator away from the ideal state, then the error in expectation-value estimation can be exponentially reduced with $M$. In practice, subsequent error mitigation techniques are required to suppress the effect of noise in the cyclic permutation circuit itself, leading to increased experimental complexity. Here, we perform a careful analysis of the effect of uncorrelated, identical noise in the cyclic permutation circuit and find that the estimation of expectation value of observables are robust against dephasing noise. We support the analytical result with numerical simulations and find that $67\%$ of errors are reduced for $M=2$, with physical dephasing error probabilities as high as $10\%$. Our results imply that a broad class of quantum algorithms can be implemented with higher accuracy in the near-term with qubit platforms where non-dephasing errors are suppressed, such as superconducting bosonic qubits and Rydberg atoms.
- Abstract（参考訳）: 仮想蒸留は量子アルゴリズムにおける可観測物の期待値を推定するための誤り軽減プロトコルとして提案されている。
制御されたスワップゲートの列を用いて、量子状態のM$ノイズコピーの巡回置換を生成する。
雑音が密度演算子の固有ベクトルを理想状態から逸脱しない場合、期待値推定の誤差は指数関数的に$M$で減少する。
実際には、循環置換回路自体のノイズの影響を抑えるために、後続の誤差軽減技術が必要であるため、実験的な複雑さが増大する。
ここでは、循環置換回路における非相関な同一ノイズの影響を慎重に分析し、可観測物の期待値の推定が劣化ノイズに対して頑健であることを確認する。
数値シミュレーションにより解析結果をサポートし,M=2$で6,7\%の誤差を減らし,物理劣化確率を最大10\%の値とする。
以上の結果から,超伝導ボソニック量子ビットやライドバーグ原子などの非劣化誤差が抑制された量子ビットプラットフォームでは,短期的により高精度に量子アルゴリズムを実装できることが示唆された。
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