論文の概要: Error-Mitigated Quantum Routing on Noisy Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.13574v1
• Date: Tue, 23 May 2023 01:08:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-24 20:01:17.594546
• Title: Error-Mitigated Quantum Routing on Noisy Devices
• Title（参考訳）: ノイズデバイス上の誤差緩和量子ルーティング
• Authors: Wenbo Shi and Robert Malaney
• Abstract要約: 我々は、ZNE(Zero-Noise Extrapolation)とPEC(Probabilistic Error Cancellation)という、2つの有望な量子エラー軽減手法を実験的に展開する。 また、これらの2つの誤差緩和手法の連結によるルーティング性能についても検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: With sub-threshold quantum error correction on quantum hardware still out of reach, quantum error mitigation methods are currently deemed an attractive option for implementing certain applications on near-term noisy quantum devices. One such application is quantum routing - the ability to map an incoming quantum signal into a superposition of paths. In this work, we use a 7-qubit IBM quantum device to experimentally deploy two promising quantum error mitigation methods, Zero-Noise Extrapolation (ZNE) and Probabilistic Error Cancellation (PEC), in the context of quantum routing. Importantly, beyond investigating the improved performance of quantum routing via ZNE and PEC separately, we also investigate the routing performance provided by the concatenation of these two error-mitigation methods. Our experimental results demonstrate that such concatenation leads a very significant performance improvement relative to implementation with no error mitigation. Indeed, an almost perfect performance in terms of fidelity of the output entangled paths is found. These new results reveal that with concatenated quantum error-mitigation embedded, useful quantum routing becomes feasible on current devices without the need for quantum error correction - opening up a potential implementation pathway to other applications that utilize a superposition of communication links.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェア上でのサブスレッショルドな量子エラー補正がまだ普及していないため、量子エラー軽減法は、現在、短期ノイズ量子デバイス上で特定のアプリケーションを実装するための魅力的な選択肢と考えられている。 そのような応用の1つは量子ルーティング(quantum routing)であり、入ってくる量子信号を経路の重ね合わせにマッピングする能力である。 本研究では,7量子ビットibm量子デバイスを用いて,量子ルーティングにおいて有望な2つの量子誤り緩和法であるゼロノイズ外挿法(zne)と確率的エラーキャンセル法(pec)を実験的に展開する。 さらに,zneとpecによる量子ルーティングの性能向上を別途検討するだけでなく,これら2つの誤り除去手法の結合によるルーティング性能についても検討した。 実験の結果,このような結合化は,実装と比較して,エラーの軽減を伴わずに大幅に性能が向上することが示された。 実際、出力の絡み合ったパスの忠実さという観点で、ほぼ完璧なパフォーマンスが見出される。 これらの新たな結果は、結合された量子エラー緩和埋め込みによって、量子エラー訂正を必要とせずに、現在のデバイスで有用な量子ルーティングが実現可能になることを明らかにした。

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