論文の概要: Simulating quantum error mitigation in fermionic encodings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.02270v1
• Date: Sat, 4 Mar 2023 00:05:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-07 20:43:24.829344
• Title: Simulating quantum error mitigation in fermionic encodings
• Title（参考訳）: フェルミオン符号化における量子誤差緩和のシミュレーション
• Authors: Riley W. Chien, Kanav Setia, Xavier Bonet-Monroig, Mark Steudtner, James D. Whitfield
• Abstract要約: 最大42量子ビットを含むシステムにおける誤差軽減戦略の性能を数値的に検討する。 妥当なノイズ率とシステムサイズでは、計算の忠実度を著しく向上させることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The most scalable proposed methods of simulating lattice fermions on noisy quantum computers employ encodings that eliminate nonlocal operators using a constant factor more qubits and a nontrivial stabilizer group. In this work, we investigated the most straightforward error mitigation strategy using the stabilizer group, stabilizer postselection, that is very natural to the setting of fermionic quantum simulation. We numerically investigate the performance of the error mitigation strategy on a range of systems containing up to 42 qubits and on a number of fundamental quantum simulation tasks including non-equilibrium dynamics and variational ground state calculations. We find that at reasonable noise rates and system sizes, the fidelity of computations can be increased significantly beyond what can be achieved with the standard Jordan-Wigner transformation at the cost of increasing the number of shots by less than a factor of 10, potentially providing a meaningful boost to near-term quantum simulations. Our simulations are enabled by new classical simulation algorithms that scale with the logical Hilbert space dimension rather than the physical Hilbert space dimension.
• Abstract（参考訳）: 雑音量子コンピュータ上で格子フェルミオンをシミュレートする最もスケーラブルな手法は、定数係数の量子ビットと非自明な安定化群を用いる非局所作用素を排除する符号化を用いる。 本研究では, フェルミオン量子シミュレーションの設定に非常に自然である安定化器群, 安定器ポストセレクションを用いた最も簡単な誤差緩和戦略について検討した。 最大42量子ビットまでのシステムおよび非平衡ダイナミクスや変分基底状態計算を含む多くの基本的な量子シミュレーションタスクにおける誤差緩和戦略の性能を数値的に検討する。 妥当なノイズ率とシステムサイズにおいて、計算の忠実度は、標準のjordan-wigner変換によって達成できるよりも大幅に向上し、ショット数を10分の1に増やすことで、近い将来の量子シミュレーションに有意義な向上をもたらす可能性がある。 我々のシミュレーションは、物理的ヒルベルト空間次元よりも論理ヒルベルト空間次元にスケールする新しい古典的シミュレーションアルゴリズムによって実現されている。

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