論文の概要: Quantum Error Mitigated Classical Shadows
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.04956v2
- Date: Mon, 23 Oct 2023 20:47:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-26 01:04:53.161784
- Title: Quantum Error Mitigated Classical Shadows
- Title（参考訳）: 量子誤差緩和古典影
- Authors: Hamza Jnane, Jonathan Steinberg, Zhenyu Cai, H. Chau Nguyen, B\'alint
Koczor
- Abstract要約: 我々は、確率誤差キャンセラ(PEC)、ゼロノイズ外挿(ZNE)、対称性検証(SV)などの誤差軽減技術を検討する。
PECシャドーは理想量子状態 $rho_id$ の非バイアス推定器である。
この研究で導入された幅広いツールセットは、短期および早期のフォールトトレラント量子コンピュータの活用に有効かもしれない。
- 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: Classical shadows enable us to learn many properties of a quantum state
$\rho$ with very few measurements. However, near-term and early fault-tolerant
quantum computers will only be able to prepare noisy quantum states $\rho$ and
it is thus a considerable challenge to efficiently learn properties of an
ideal, noise free state $\rho_{id}$. We consider error mitigation techniques,
such as Probabilistic Error Cancellation (PEC), Zero Noise Extrapolation (ZNE)
and Symmetry Verification (SV) which have been developed for mitigating errors
in single expected value measurements and generalise them for mitigating errors
in classical shadows. We find that PEC is the most natural candidate and thus
develop a thorough theoretical framework for PEC shadows with the following
rigorous theoretical guarantees: PEC shadows are an unbiased estimator for the
ideal quantum state $\rho_{id}$; the sample complexity for simultaneously
predicting many linear properties of $\rho_{id}$ is identical to that of the
conventional shadows approach up to a multiplicative factor which is the sample
overhead due to error mitigation. Due to efficient post-processing of shadows,
this overhead does not depend directly on the number of qubits but rather grows
exponentially with the number of noisy gates. The broad set of tools introduced
in this work may be instrumental in exploiting near-term and early
fault-tolerant quantum computers: We demonstrate in detailed numerical
simulations a range of practical applications of quantum computers that will
significantly benefit from our techniques.
- Abstract（参考訳）: 古典的な影は量子状態$\rho$の多くの性質を非常に少ない測定で学べる。
しかし、短期的および早期のフォールトトレラント量子コンピュータはノイズの多い量子状態$\rho$しか準備できないため、理想的でノイズのない状態$\rho_{id}$の性質を効率的に学習することは非常に難しい。
本研究では,単一期待値の誤差を緩和するために開発された確率的エラーキャンセラ (pec) やゼロノイズ補間 (zne) や対称性検証 (sv) などの誤差緩和手法を検討し,従来の影における誤差の緩和を一般化する。
PECシャドウは理想量子状態$\rho_{id}$の偏りのない推定器であり、$\rho_{id}$の多くの線形特性を同時に予測するサンプル複雑性は、誤差緩和によるサンプルオーバーヘッドである乗算係数にアプローチする従来のシャドウのものと同一である。
シャドーの効率的な後処理のため、このオーバーヘッドはキュービットの数に直接依存せず、ノイズゲートの数とともに指数関数的に増加する。
本研究で導入された幅広いツールセットは,短期的および早期のフォールトトレラント量子コンピュータの活用に寄与する可能性がある。
関連論文リスト
- Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか?
我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。
我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - Using PT-symmetric Qubits to Break the Tradeoff Between Fidelity and the Degree of Quantum Entanglement [2.3303130882225185]
新しいアプローチでは、マルチキュービットの絡み合いを効率的に作成でき、二部構造だけでなく三部構造の絡み合いも利用できる。
この新しいアプローチは、マルチキュービットの絡み合いを効率的に作成することができ、二部構造だけでなく三部構造も利用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-11T14:14:37Z) - Hybrid quantum transfer learning for crack image classification on NISQ
hardware [62.997667081978825]
グレー値画像のひび割れ検出に量子転送学習を適用した。
我々は、PennyLaneの標準量子ビットのパフォーマンスとトレーニング時間を、IBMのqasm_simulatorや実際のバックエンドと比較する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-31T14:45:29Z) - Limitations of Noisy Quantum Devices in Computational and Entangling
Power [5.178527492542246]
回路深さが$O(log n)$以上のノイズ量子デバイスは、いかなる量子アルゴリズムにも利点がないことを示す。
また、ノイズ量子デバイスが1次元および2次元の量子ビット接続の下で生成できる最大エンタングルメントについても検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-05T12:29:55Z) - Quantum Worst-Case to Average-Case Reductions for All Linear Problems [66.65497337069792]
量子アルゴリズムにおける最悪のケースと平均ケースの削減を設計する問題について検討する。
量子アルゴリズムの明示的で効率的な変換は、入力のごく一部でのみ正し、全ての入力で正しくなる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-06T22:01:49Z) - Automated quantum error mitigation based on probabilistic error
reduction [0.9236074230806579]
現在の量子コンピュータは、より長い計算から直接有用な結果の抽出を禁止しているノイズのレベルに悩まされている。
本稿では,ノイズトモグラフィとPERのユーザ指定回路への応用を含む,自動量子エラー軽減ソフトウェアフレームワークを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-16T19:09:41Z) - Deterministic and Entanglement-Efficient Preparation of
Amplitude-Encoded Quantum Registers [0.533024001730262]
古典ベクトル $mathbfb$ は量子状態の振幅で符号化される。
任意の状態の$Q$ qubitsは通常、約2Q$のエンタングゲートを必要とする。
状態準備に必要な量子資源を柔軟に削減できる決定論的(非変分法)アルゴリズムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-26T07:37:54Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Sampling Overhead Analysis of Quantum Error Mitigation: Uncoded vs.
Coded Systems [69.33243249411113]
パウリの誤差は、多数の現実的な量子チャネルの中で最も低いサンプリングオーバーヘッドをもたらすことを示す。
我々はQEMと量子チャネル符号化を併用する手法を考案し、純粋なQEMと比較してサンプリングオーバーヘッドの低減を解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-15T15:51:27Z) - Robust shadow estimation [1.7205106391379026]
本稿では,Huang,Kueng,Preskillが最近提案したシャドウ推定プロトコルにおける誤りの軽減方法について述べる。
標準的なシャドウ推定方式に実験的にフレンドリなキャリブレーション段階を加えることで、我々の頑健なシャドウ推定アルゴリズムは量子系の古典的なシャドウの偏りのない推定値を得ることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-19T03:46:49Z) - Quantum noise protects quantum classifiers against adversaries [120.08771960032033]
量子情報処理におけるノイズは、特に短期的な量子技術において、破壊的で避け難い特徴と見なされることが多い。
量子回路の非偏極雑音を利用して分類を行うことにより、敵に縛られるロバスト性を導出できることを示す。
これは、最も一般的な敵に対して使用できる最初の量子プロトコルである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-20T17:56:14Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。