論文の概要: Enhancing Quantum Computation via Superposition of Quantum Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.08529v1
• Date: Mon, 17 Apr 2023 18:01:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-19 16:49:52.097851
• Title: Enhancing Quantum Computation via Superposition of Quantum Gates
• Title（参考訳）: 量子ゲートの重ね合わせによる量子計算の強化
• Authors: Jorge Miguel-Ramiro, Zheng Shi, Luca Dellantonio, Albie Chan, Christine A. Muschik and Wolfgang D\"ur
• Abstract要約: コヒーレントな重ね合わせでそれらを実行することにより、単一ゲートや計算全体の忠実度を高めるプロトコルを提案する。 提案手法により,ほとんどのデコヒーレンスにおいて有意なノイズ抑制が達成できることが示唆された。 ゲートベース,計測ベース,干渉計測ベースモデルに対する我々のアプローチを分析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.924462843121993
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Overcoming the influence of noise and imperfections in quantum devices is one of the main challenges for viable quantum applications. In this article, we present different protocols, which we denote as "superposed quantum error mitigation" (SQEM), that enhance the fidelity of single gates or entire computations by performing them in coherent superposition. Our results demonstrate that via our methods, significant noise suppression can be achieved for most kinds of decoherence and standard experimental parameter regimes. Our protocols can be either deterministic, such that the outcome is never post-selected, or probabilistic, in which case the resulting state must be discarded unless a well-specified condition is met. By using sufficiently many resources and working under broad assumptions, our methods can yield the desired output state with unit fidelity. Finally, we analyze our approach for gate-based, measurement-based and interferometric-based models, demonstrating the applicability in all cases and investigating the fundamental mechanisms they rely upon.
• Abstract（参考訳）: 量子デバイスにおけるノイズや不完全性の影響を克服することは、実行可能な量子応用の主要な課題の1つである。 本稿では,1つのゲートや計算全体の忠実度を高めるために,コヒーレントな重ね合わせでそれらを実行することで,異なるプロトコルを「重畳量子エラー緩和(SQEM)」と表現する。 提案手法により,ほとんどのデコヒーレンスおよび標準実験パラメーター系において,有意なノイズ抑制が達成できることを示す。 我々のプロトコルは、結果が後選択されないような決定論的、あるいは確率的のいずれかであり、その場合、明確な条件が満たさない限り、結果の状態は破棄されなければならない。 十分に多くの資源を使用し、広い仮定の下で作業することで、我々の手法は要求される出力状態を単位忠実度で得ることができる。 最後に, ゲート型, 計測型, 干渉型モデルに対する我々のアプローチを分析し, あらゆるケースで適用可能性を示し, それらが依存する基本的なメカニズムを調査した。

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