論文の概要: Mitigating Quantum Gate Errors for Variational Eigensolvers Using Hardware-Inspired Zero-Noise Extrapolation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.11156v2
• Date: Tue, 7 Nov 2023 11:44:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-08 22:18:50.445656
• Title: Mitigating Quantum Gate Errors for Variational Eigensolvers Using Hardware-Inspired Zero-Noise Extrapolation
• Title（参考訳）: ハードウェアインスパイアしたゼロノイズ外挿を用いた変分固有解法における量子ゲート誤差の軽減
• Authors: Alexey Uvarov, Daniil Rabinovich, Olga Lakhmanskaya, Kirill Lakhmanskiy, Jacob Biamonte, Soumik Adhikary
• Abstract要約: ゼロノイズ外挿を用いた変分アルゴリズムにおける量子ゲート誤差の軽減法を開発した。 物理量子デバイスにおけるゲートエラーが、異なる量子ビットと量子ビットのペアで不均一に分散されているという事実を利用する。 回路誤差和について, 変動的アプローチにおける推定エネルギーは, ほぼ線形であることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Variational quantum algorithms have emerged as a cornerstone of contemporary quantum algorithms research. Practical implementations of these algorithms, despite offering certain levels of robustness against systematic errors, show a decline in performance due to the presence of stochastic errors and limited coherence time. In this work, we develop a recipe for mitigating quantum gate errors for variational algorithms using zero-noise extrapolation. We introduce an experimentally amenable method to control error strength in the circuit. We utilize the fact that gate errors in a physical quantum device are distributed inhomogeneously over different qubits and qubit pairs. As a result, one can achieve different circuit error sums based on the manner in which abstract qubits in the circuit are mapped to a physical device. We find that the estimated energy in the variational approach is approximately linear with respect to the circuit error sum (CES). Consequently, a linear fit through the energy-CES data, when extrapolated to zero CES, can approximate the energy estimated by a noiseless variational algorithm. We demonstrate this numerically and investigate the applicability range of the technique.
• Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズムは、現代の量子アルゴリズム研究の基盤として登場した。 これらのアルゴリズムの実践的実装は、体系的エラーに対してある程度の堅牢性を提供するが、確率的エラーとコヒーレンス時間に制限があるため、性能の低下を示す。 本研究では,ゼロノイズ外挿を用いた変分アルゴリズムの量子ゲート誤差を緩和する手法を開発した。 回路の誤差強度を制御できる実験可能な手法を提案する。 物理量子デバイスにおけるゲートエラーは、異なる量子ビットと量子ビットペアで不均一に分布するという事実を利用する。 その結果、回路内の抽象量子ビットを物理デバイスにマッピングする方法に基づいて、異なる回路誤差和を達成できる。 回路誤差和 (CES) に関して, 変動的アプローチにおける推定エネルギーは概ね線形であることがわかった。 したがって、CESをゼロにすると、エネルギー-CESデータによる線形フィットはノイズのない変動アルゴリズムによって推定されるエネルギーを近似することができる。 これを数値的に示し,その適用範囲について検討する。

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