論文の概要: Better-than-classical Grover search via quantum error detection and suppression

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.04543v1
• Date: Tue, 8 Nov 2022 20:31:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 23:06:57.446080
• Title: Better-than-classical Grover search via quantum error detection and suppression
• Title（参考訳）: 量子誤差検出と抑圧による古典的グローバー探索
• Authors: Bibek Pokharel, Daniel Lidar
• Abstract要約: グロバーの探索アルゴリズムは証明可能な量子優位性を示す最初の量子アルゴリズムの1つである。 本稿では,これまでに実証された最大規模のGrover検索アルゴリズムの古典的成功確率について報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Grover's search algorithm is one of the first quantum algorithms to exhibit a provable quantum advantage. It forms the backbone of numerous quantum applications and is widely used in benchmarking efforts. Here, we report better-than-classical success probabilities for a complete Grover search algorithm on the largest scale demonstrated to date, of up to five qubits, using two different IBM superconducting transmon qubit platforms. This is enabled, on the four and five-qubit scale, by error suppression via robust dynamical decoupling pulse sequences, without which we do not observe better-than-classical results. Further improvements arise after the use of measurement error mitigation, but the latter is insufficient by itself for achieving better-than-classical performance. For two qubits, we demonstrate a success probability of 99.5% via the use of the [[4,2,2]] quantum error-detection (QED) code. This constitutes a demonstration of quantum algorithmic breakeven via QED. Along the way, we introduce algorithmic error tomography, a method of independent interest that provides a holistic view of the errors accumulated throughout an entire quantum algorithm, filtered via the errors detected by the QED code used to encode the circuit. We demonstrate that algorithmic error tomography provides a stringent test of an error model based on a combination of amplitude damping, dephasing, and depolarization.
• Abstract（参考訳）: グローバーの探索アルゴリズムは証明可能な量子優位性を示す最初の量子アルゴリズムの1つである。 多数の量子アプリケーションのバックボーンを形成し、ベンチマークに広く使われている。 ここでは、2つの異なるIBM超伝導トランスモン量子ビットプラットフォームを用いて、最大5キュービットのGrover検索アルゴリズムの最大スケールでの古典的成功確率について報告する。 これは4量子ビットと5量子ビットのスケールにおいて、ロバストな動的分離パルスシーケンスによるエラー抑制によって実現され、古典的結果よりも優れた結果が得られない。 測定誤差軽減の後にさらなる改善がもたらされるが、後者は従来よりも優れた性能を達成するにはそれ自体が不十分である。 2量子ビットの場合、[[4,2,2]]量子エラー検出(qed)コードを用いて99.5%の成功確率を示す。 これはQEDによる量子アルゴリズムの破れのデモンストレーションを構成する。 その過程で,回路の符号化に使用されるQEDコードによって検出された誤りをフィルタリングし,量子アルゴリズム全体を通して蓄積されたエラーの全体像を提供する,独立した関心の手法であるアルゴリズム的エラートモグラフィを導入する。 アルゴリズムによる誤差トモグラフィは,振幅減衰,デ強調,脱分極の組み合わせに基づく誤差モデルの厳密なテストを提供する。

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