論文の概要: Enhancing Quantum Circuit Noise Robustness from a Geometric Perspective

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06795v3
• Date: Wed, 10 Jul 2024 09:06:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-11 22:29:23.705911
• Title: Enhancing Quantum Circuit Noise Robustness from a Geometric Perspective
• Title（参考訳）: 幾何学的観点からの量子回路ノイズのロバスト性向上
• Authors: Junkai Zeng, Yong-Ju Hai, Hao Liang, Xiu-Hao Deng,
• Abstract要約: ノイズの多い環境での量子エラーは、量子情報技術の進歩の大きな障害である。 本稿では、ツイリング技術を用いて、回路ノイズの堅牢性を向上する方法を示す。 本研究は、制御パルスの単なる最適化以上のノイズ耐性量子制御を実現するための経路を照らす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1789818083464203
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum errors in noisy environments remain a major obstacle to advancing quantum information technology. In this work, we expand a recently developed geometric framework, originally utilized for analyzing noise accumulation and creating dynamical error-correcting gates at the control pulse level, to now study noise dynamics at the quantum circuit level. Through a geometric perspective, we demonstrate how circuit noise robustness can be enhanced using twirling techniques. Additionally, we show that circuits modified by random twirling correspond to random walk trajectories in this geometric framework, and provide a fresh perspective on randomized compiling by analytically deriving the perturbative expression for the resultant Pauli noise channel. We also illustrate that combining robustness optimization strategies at both the control pulse and circuit levels can significantly boost overall circuit fidelity even further through numerical examples. This research illuminates pathways to achieving noise-resistant quantum control beyond mere optimization of control pulses.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い環境での量子エラーは、量子情報技術の進歩の大きな障害である。 本研究では,近年開発された幾何学的枠組みを拡張し,ノイズ蓄積の解析や制御パルスレベルでの動的誤差補正ゲートの作成に利用し,量子回路レベルでのノイズダイナミクスの研究を行った。 幾何学的観点から、ツイリング技術を用いて、回路ノイズの堅牢性をいかに向上できるかを示す。 さらに、この幾何学的枠組みのランダムウォーキングトラジェクトリに対応し、結果のパウリ雑音チャネルに対する摂動表現を解析的に導出することにより、ランダムコンパイルの新たな視点を提供する。 また、制御パルスと回路レベルのロバストネス最適化戦略を組み合わせることで、数値的な例を通して回路の忠実度をさらに向上させることができることを示した。 本研究は、制御パルスの単なる最適化以上のノイズ耐性量子制御を実現するための経路を照らす。

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