論文の概要: Virtual quantum error detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.02626v5
• Date: Sun, 29 Oct 2023 09:44:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-31 23:14:29.649392
• Title: Virtual quantum error detection
• Title（参考訳）: 仮想量子エラー検出
• Authors: Kento Tsubouchi, Yasunari Suzuki, Yuuki Tokunaga, Nobuyuki Yoshioka, Suguru Endo
• Abstract要約: 仮想量子誤り検出(VQED)と呼ばれるプロトコルを提案する。 VQEDは事実上、量子エラー検出によって得られるポストセレクトされた量子状態に対応する計算結果を評価することができる。 いくつかの単純な誤差モデルでは、VQEDを用いて得られた結果は、VQEDの動作中に発生するノイズに対して頑健である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.17999333451993949
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error correction and quantum error detection necessitate syndrome measurements to detect errors. Performing syndrome measurements for each stabilizer generator can be a significant overhead, considering the fact that the readout fidelity in the current quantum hardware is generally lower than gate fidelity. Here, by generalizing a quantum error mitigation method known as symmetry expansion, we propose a protocol called virtual quantum error detection (VQED). This method virtually allows for evaluating computation results corresponding to post-selected quantum states obtained through quantum error detection during circuit execution, without implementing syndrome measurements. Unlike conventional quantum error detection, which requires the implementation of Hadamard test circuits for each stabilizer generator, our VQED protocol can be performed with a constant depth shallow quantum circuit with an ancilla qubit, irrespective of the number of stabilizer generators. Furthermore, for some simple error models, the computation results obtained using VQED are robust against the noise that occurred during the operation of VQED, and our method is fully compatible with other error mitigation schemes, enabling further improvements in computation accuracy and facilitating high-fidelity quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差補正と量子誤差検出は、エラーを検出するために症候群の測定を必要とする。 各安定化器発電機のシンドローム測定は、現在の量子ハードウェアにおける読み出し忠実度が一般的にゲート忠実度よりも低いという事実を考慮すると、大きなオーバーヘッドとなる。 本稿では,対称性拡張と呼ばれる量子エラー緩和手法を一般化することにより,仮想量子エラー検出(VQED)と呼ばれるプロトコルを提案する。 この方法では、回路実行中の量子誤差検出により得られた後選択量子状態に対応する計算結果を、シンドローム測定を実装せずに、事実上評価することができる。 安定化器発生器毎のアダマール試験回路の実装を必要とする従来の量子誤り検出とは異なり、我々のVQEDプロトコルは、安定化器発生器の数に関係なく、アンシラ量子ビットを持つ一定の深さの浅い量子回路で実行することができる。 さらに,vqedを用いて得られた計算結果は,vqedの動作中に発生する雑音に対して頑健であり,本手法は他の誤差軽減手法と完全互換であり,計算精度のさらなる向上と高忠実性量子計算の容易化を可能にする。

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