論文の概要: Increasing the Measured Effective Quantum Volume with Zero Noise Extrapolation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.15863v2
• Date: Tue, 2 Jul 2024 21:57:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-04 20:52:46.277538
• Title: Increasing the Measured Effective Quantum Volume with Zero Noise Extrapolation
• Title（参考訳）: ゼロノイズ外挿による実効量子ボリュームの増大
• Authors: Elijah Pelofske, Vincent Russo, Ryan LaRose, Andrea Mari, Dan Strano, Andreas Bärtschi, Stephan Eidenbenz, William J. Zeng,
• Abstract要約: ZNEはベンダーが測定した量子体積よりも有効な量子体積を増大させることができることを示す。 具体的には、4つのIBM量子超伝導プロセッサユニットの有効量子量を測定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0037949839020766
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Volume is a full-stack benchmark for near-term quantum computers. It quantifies the largest size of a square circuit which can be executed on the target device with reasonable fidelity. Error mitigation is a set of techniques intended to remove the effects of noise present in the computation of noisy quantum computers when computing an expectation value of interest. Effective quantum volume is a proposed metric that applies error mitigation to the quantum volume protocol in order to evaluate the effectiveness not only of the target device but also of the error mitigation algorithm. Digital Zero-Noise Extrapolation (ZNE) is an error mitigation technique that estimates the noiseless expectation value using circuit folding to amplify errors by known scale factors and extrapolating to the zero-noise limit. Here we demonstrate that ZNE, with global and local unitary folding with fractional scale factors, in conjunction with dynamical decoupling, can increase the effective quantum volume over the vendor-measured quantum volume. Specifically, we measure the effective quantum volume of four IBM Quantum superconducting processor units, obtaining values that are larger than the vendor-measured quantum volume on each device. This is the first such increase reported.
• Abstract（参考訳）: 量子ボリューム(Quantum Volume)は、短期量子コンピュータのフルスタックベンチマークである。 ターゲットデバイス上で合理的な忠実さで実行できる正方形回路の最大サイズを定量化する。 誤差緩和(英: Error mitigation)とは、関心の期待値を計算する際に、ノイズが雑音量子コンピュータの計算に現れる影響を取り除くための一連の手法である。 有効量子ボリュームは、ターゲットデバイスだけでなく、エラー軽減アルゴリズムの有効性を評価するために、量子ボリュームプロトコルにエラー緩和を適用するための提案された計量である。 ディジタルゼロノイズ外挿法 (Digital Zero-Noise Extrapolation, ZNE) は、回路折り畳みによるノイズレス予測値を推定し、既知のスケール因子による誤差を増幅し、ゼロノイズ極限への外挿を行う。 ここでは,大域的かつ局所的なユニタリ折り畳みと分数スケールの因子を併用したZNEが,動的デカップリングと組み合わせることで,ベンダーが測定した量子体積よりも有効な量子体積を増大させることができることを示す。 具体的には、4つのIBM量子超伝導プロセッサユニットの有効量子体積を測定し、各デバイス上のベンダーが測定した量子体積よりも大きい値を求める。 これが最初の報告である。

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