論文の概要: Exponential Quantum Error Mitigation of BQP Computations using Verification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.04351v2
• Date: Thu, 27 Jun 2024 07:59:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 20:35:54.677516
• Title: Exponential Quantum Error Mitigation of BQP Computations using Verification
• Title（参考訳）: 検証によるBQP計算の指数量子誤差低減
• Authors: Joseph Harris, Elham Kashefi,
• Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータ上で量子計算を行うためのモジュール型エラー軽減プロトコルを提案する。 我々のフレームワークは、エラー検出のためのテストラウンドと並行して、標準的な計算ラウンドをインターリーブする。 我々は、時間依存ノイズの振る舞いに対処するために、バスケットと呼ばれるポストセレクション手法を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7673339435080445
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a modular error mitigation protocol for running $\mathsf{BQP}$ computations on a quantum computer with time-dependent noise. Utilising existing tools from quantum verification and measurement-based quantum computation, our framework interleaves standard computation rounds alongside test rounds for error-detection and inherits an exponential bound (in the number of circuit runs) on the probability that a returned classical output is correct. We repurpose these ideas in an error mitigation context, introducing a post-selection technique called basketing to address time-dependent noise behaviours and reduce overhead. The result is a first-of-its-kind error mitigation protocol which is exponentially effective and requires minimal noise assumptions, making it straightforwardly implementable on existing, NISQ devices and scalable to future, larger ones. We demonstrate the protocol experimentally using classical noisy simulation, presenting a measurement pattern which directly maps to (and can be tiled on) the heavy-hex layout of current IBM hardware.
• Abstract（参考訳）: 時間依存ノイズを持つ量子コンピュータ上で$\mathsf{BQP}$計算を実行するためのモジュラーエラー軽減プロトコルを提案する。 既存のツールを量子検証と測定ベースの量子計算から利用し、我々のフレームワークは、エラー検出のためのテストラウンドと共に標準計算ラウンドをインターリーブし、返却された古典的な出力が正しい確率で指数的バウンド(回路実行数)を継承する。 我々は、これらのアイデアをエラー軽減の文脈で再利用し、時間依存ノイズの振る舞いに対処しオーバーヘッドを減らすために、バスケットと呼ばれるポストセレクション手法を導入する。 このプロトコルは指数関数的に有効であり、最小限のノイズ仮定を必要とするため、既存のNISQデバイスで簡単に実装でき、将来的な大規模デバイスでもスケーラブルである。 提案プロトコルは,IBMハードウェアのヘビーヘックスレイアウトに直接マップする(かつ利用することができる)計測パターンを提示し,古典的な雑音シミュレーションを用いて実験的に実証する。

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