論文の概要: Applying NOX Error Mitigation Protocols to Calculate Real-time Quantum Field Theory Scattering Phase Shifts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.05333v2
• Date: Sat, 30 Sep 2023 09:09:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-03 20:51:04.686958
• Title: Applying NOX Error Mitigation Protocols to Calculate Real-time Quantum Field Theory Scattering Phase Shifts
• Title（参考訳）: NOX誤り低減プロトコルの適用による実時間量子場理論散乱位相シフトの計算
• Authors: Zachary Parks, Arnaud Carignan-Dugas, Erik Gustafson, Yannick Meurice and Patrick Dreher
• Abstract要約: ノイズ中間スケール量子(NISQ)量子コンピュータ上のリアルタイム散乱計算は、回路全体に蓄積される誤差によって破壊される。 このような物理シミュレーションの精度を向上させるために、Noisy Output eXtrapolation (NOX)として知られる最近のエラー軽減戦略で応用回路を補うことができる。 回路深さが14から37のハードサイクルで21%から74%の誤差低減を示すメトリクスが導入された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Real-time scattering calculations on a Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) quantum computer are disrupted by errors that accumulate throughout the circuits. To improve the accuracy of such physics simulations, one can supplement the application circuits with a recent error mitigation strategy known as Noisy Output eXtrapolation (NOX). We tested these error mitigation protocols on a Transverse Field Ising model and improved upon previous calculations of the phase shift. Our proof-of-concept 4-qubit application circuits were run on several IBM quantum computing hardware architectures. Metrics were introduced that show between 21\% and 74\% error reduction for circuit depths ranging from 14 to 37 hard cycles, confirming that the NOX technique applies to circuits with a broad range of failure rates. This observation on different cloud-accessible devices further confirms that NOX provides performance improvements even in the advent where circuits are executed in substantially time-separated batches. Finally, we provide a heuristic method to obtain systematic error bars on the mitigated results, compare them with empirical errors and discuss their effects on phase shift estimates.
• Abstract（参考訳）: ノイズ中間スケール量子(NISQ)量子コンピュータ上のリアルタイム散乱計算は、回路全体に蓄積される誤差によって破壊される。 このような物理シミュレーションの精度を向上させるために、Noisy Output eXtrapolation (NOX)として知られる最近のエラー軽減戦略で応用回路を補うことができる。 逆フィールドイジングモデルを用いてこれらの誤差軽減プロトコルを検証し, 位相シフトの過去の計算により改善した。 概念実証4ビットアプリケーション回路は、IBMの量子コンピューティングハードウェアアーキテクチャ上で動作した。 回路深さが14から37のハードサイクルで21～74の誤差低減を示す指標を導入し、NOX法が幅広い故障率の回路に適用可能であることを確認した。 異なるクラウドアクセス可能なデバイス上でのこの観察により、NOXが実質的に時間分割されたバッチで回路が実行される発生時においても性能改善を提供することを確認した。 最後に, 緩和結果に対する系統的誤差バーを得るためのヒューリスティックな手法を提案し, 経験的誤差と比較し, 位相シフト推定への影響について考察した。

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