論文の概要: The Error Reconstruction and Compiled Calibration of Quantum Computing Cycles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.17714v1
• Date: Thu, 30 Mar 2023 21:23:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 15:45:23.755321
• Title: The Error Reconstruction and Compiled Calibration of Quantum Computing Cycles
• Title（参考訳）: 量子計算サイクルの誤差再構成とコンパイル校正
• Authors: Arnaud Carignan-Dugas, Dar Dahlen, Ian Hincks, Egor Ospadov, Stefanie J. Beale, Samuele Ferracin, Joshua Skanes-Norman, Joseph Emerson, Joel J. Wallman
• Abstract要約: 量子コンピュータは計算中に発生する物理誤差によって阻害される。 量子コンピューティングの進歩の中心は、誤りの特徴付けと誤り抑制技術である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computers are inhibited by physical errors that occur during computation. For this reason, the development of increasingly sophisticated error characterization and error suppression techniques is central to the progress of quantum computing. Error distributions are considerably influenced by the precise gate scheduling across the entire quantum processing unit. To account for this holistic feature, we may ascribe each error profile to a (clock) cycle, which is a scheduled list of instructions over an arbitrarily large fraction of the chip. A celebrated technique known as randomized compiling introduces some randomness within cycles' instructions, which yields effective cycles with simpler, stochastic error profiles. In the present work, we leverage the structure of cycle benchmarking (CB) circuits as well as known Pauli channel estimation techniques to derive a method, which we refer to as cycle error reconstruction (CER), to estimate with multiplicative precision the marginal error distribution associated with any effective cycle of interest. The CER protocol is designed to scale for an arbitrarily large number of qubits. Furthermore, we develop a fast compilation-based calibration method, referred to as stochastic calibration (SC), to identify and suppress local coherent error sources occurring in any effective cycle of interest. We performed both protocols on IBM-Q 5-qubit devices. Via our calibration scheme, we obtained up to a 5-fold improvement of the circuit performance.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは計算中に発生する物理誤差によって阻害される。 このため、より洗練されたエラーキャラクタリゼーションとエラー抑制技術の開発が量子コンピューティングの進歩の中心となっている。 誤差分布は、量子処理ユニット全体の正確なゲートスケジューリングにかなり影響を受けている。 この全体的な特徴を考慮に入れれば、各エラープロファイルを(クロック)サイクルに割り当てることができる。 ランダム化コンパイル(英: randomized compiling)として知られる有名なテクニックは、サイクルの命令の中にランダム性を導入する。 本研究では,サイクル・ベンチマーク(cb)回路の構造と既知のポーリチャネル推定手法を用いて,サイクル・エラー・リコンストラクション(cer)と呼ばれる手法を導出し,任意の有効サイクルに関連する限界誤差分布を乗法的精度で推定する。 CERプロトコルは任意の数のキュービットに対してスケールするように設計されている。 さらに,任意の利害サイクルで発生する局所的コヒーレントエラー源を同定し抑制する,確率的キャリブレーション(sc)と呼ばれる高速コンパイルに基づくキャリブレーション手法を開発した。 両プロトコルをIBM-Q 5量子デバイス上で実行した。 そこで,本校正方式により回路性能を最大5倍改善した。

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