論文の概要: Noise-adapted recovery circuits for quantum error correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.11093v1
• Date: Thu, 18 May 2023 16:29:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 14:09:03.403371
• Title: Noise-adapted recovery circuits for quantum error correction
• Title（参考訳）: 量子誤差補正のための雑音適応リカバリ回路
• Authors: Debjyoti Biswas, Gaurav M. Vaidya, and Prabha Mandayam
• Abstract要約: 一般のノイズ適応リカバリマップに対して量子回路を提示するが、これはしばしばペッツマップと呼ばれる。 また、符号化された状態と復元された状態との間の忠実度を直接推定できる回路を提案する。 ノイズ適応リカバリ回路の有効性は,IBM量子プロセッサ上での理想的,ノイズの多いシミュレーションによって実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7289359743609742
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Implementing quantum error correction (QEC) protocols is a challenging task in today's era of noisy intermediate-scale quantum devices. We present quantum circuits for a universal, noise-adapted recovery map, often referred to as the Petz map, which is known to achieve close-to-optimal fidelity for arbitrary codes and noise channels. While two of our circuit constructions draw upon algebraic techniques such as isometric extension and block encoding, the third approach breaks down the recovery map into a sequence of two-outcome POVMs. In each of the three cases we improve upon the resource requirements that currently exist in the literature. Apart from Petz recovery circuits, we also present circuits that can directly estimate the fidelity between the encoded state and the recovered state. As a concrete example of our circuit constructions, we implement Petz recovery circuits corresponding to the $4$-qubit QEC code tailored to protect against amplitude-damping noise. The efficacy of our noise-adapted recovery circuits is then demonstrated through ideal and noisy simulations on the IBM quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー訂正(QEC)プロトコルの実装は、今日のノイズの多い中間スケール量子デバイスの時代において難しい課題である。 我々は、任意の符号やノイズチャネルの至近忠実性を達成するため、petzマップと呼ばれる普遍的ノイズ適応リカバリマップの量子回路を提案する。 2つの回路構成は等尺拡張やブロックエンコーディングといった代数的手法によるものであるが、第3のアプローチではリカバリマップを2つのpovm列に分割する。 3つのケースそれぞれにおいて、現在文献に存在するリソース要件を改善します。 また、petz回復回路とは別に、符号化状態と回収状態との忠実性を直接推定できる回路も提示する。 回路構成の具体例として、振幅減衰ノイズから保護するために調整された4ドルのqecコードに対応するpetzリカバリ回路を実装した。 ノイズ対応リカバリ回路の有効性は、ibm量子プロセッサ上での理想的かつノイズシミュレーションによって実証される。

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