論文の概要: Enhancing Virtual Distillation with Circuit Cutting for Quantum Error
Mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.04708v2
- Date: Tue, 10 Oct 2023 03:04:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-12 16:16:21.683066
- Title: Enhancing Virtual Distillation with Circuit Cutting for Quantum Error
Mitigation
- Title（参考訳）: 量子エラー低減のための回路切断による仮想蒸留の促進
- Authors: Peiyi Li, Ji Liu, Hrushikesh Pramod Patil, Paul Hovland, Huiyang Zhou
- Abstract要約: 本稿では,回路切断技術を用いて回路全体を断片化するための誤り軽減戦略を提案する。
ノイズの多い量子状態を生成するためのフラグメントはノイズの多い量子デバイス上で実行でき、残りのフラグメントはノイズのない古典的シミュレータ上で効率的にシミュレートされる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.464296815220935
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Virtual distillation is a technique that aims to mitigate errors in noisy
quantum computers. It works by preparing multiple copies of a noisy quantum
state, bridging them through a circuit, and conducting measurements. As the
number of copies increases, this process allows for the estimation of the
expectation value with respect to a state that approaches the ideal pure state
rapidly. However, virtual distillation faces a challenge in realistic
scenarios: preparing multiple copies of a quantum state and bridging them
through a circuit in a noisy quantum computer will significantly increase the
circuit size and introduce excessive noise, which will degrade the performance
of virtual distillation. To overcome this challenge, we propose an error
mitigation strategy that uses circuit-cutting technology to cut the entire
circuit into fragments. With this approach, the fragments responsible for
generating the noisy quantum state can be executed on a noisy quantum device,
while the remaining fragments are efficiently simulated on a noiseless
classical simulator. By running each fragment circuit separately on quantum and
classical devices and recombining their results, we can reduce the noise
accumulation and enhance the effectiveness of the virtual distillation
technique. Our strategy has good scalability in terms of both runtime and
computational resources. We demonstrate our strategy's effectiveness through
noisy simulation and experiments on a real quantum device.
- Abstract（参考訳）: 仮想蒸留は、ノイズの多い量子コンピュータにおけるエラーを軽減する技術である。
ノイズの多い量子状態のコピーを複数用意し、回路を通してそれらをブリッジし、測定を行う。
コピー数が増加するにつれて、このプロセスは理想的な純粋状態に迅速に近づく状態に対する期待値の推定を可能にする。
しかし、仮想蒸留は現実的なシナリオでは課題に直面する: 量子状態のコピーを複数用意し、ノイズの多い量子コンピュータの回路をブリッジすることで、回路サイズが大幅に増加し、過度なノイズが発生し、仮想蒸留の性能が低下する。
この課題を克服するために,回路切断技術を用いて回路全体を断片化する誤り軽減戦略を提案する。
このアプローチでは、ノイズ量子状態を生成するための断片はノイズ量子デバイス上で実行でき、残りの断片はノイズのない古典的シミュレータ上で効率的にシミュレーションされる。
それぞれのフラグメント回路を量子デバイスと古典デバイスで個別に実行し、その結果を再結合することにより、ノイズの蓄積を減らし、仮想蒸留技術の有効性を高めることができる。
私たちの戦略は、ランタイムと計算リソースの両方の観点から優れたスケーラビリティを持っています。
実量子デバイス上でのノイズシミュレーションと実験により,我々の戦略の有効性を実証する。
関連論文リスト
- QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - FragQC: An Efficient Quantum Error Reduction Technique using Quantum
Circuit Fragmentation [4.2754140179767415]
誤差確率が一定の閾値を超えると、量子回路をサブ回路に切断するソフトウェアツールであるFragQCを提示する。
回路を切断せずに直接実行した場合の忠実度は14.83%増加し、8.45%が最先端のICP法である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-30T17:38:31Z) - Rigorous noise reduction with quantum autoencoders [6.653258292269479]
本稿では,厳密な性能保証を備えた量子オートエンコーダによるノイズ低減手法を提案する。
ノイズレベルが高い場合でも、元の状態を完璧に再構築できる様々なノイズモデルが見つかる。
我々の結果は、ノイズに対して量子技術をより堅牢にするために直接適用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-30T17:19:31Z) - Circuit Cutting with Non-Maximally Entangled States [59.11160990637615]
分散量子コンピューティングは、複数のデバイスの計算能力を組み合わせて、個々のデバイスの限界を克服する。
回路切断技術は、古典的な通信を通じて量子計算の分配を可能にする。
量子テレポーテーション(quantum teleportation)は、指数的なショットの増加を伴わない量子計算の分布を可能にする。
非最大エンタングル量子ビット対を利用する新しい回路切断法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-21T08:03:34Z) - Approximation Algorithm for Noisy Quantum Circuit Simulation [3.55689240295244]
本稿では,雑音量子回路をシミュレーションするための新しい近似アルゴリズムを提案する。
提案手法は、一般に使われている近似(サンプリング)アルゴリズム -- 量子軌道法を高速化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-30T14:20:22Z) - Quantum circuit debugging and sensitivity analysis via local inversions [62.997667081978825]
本稿では,回路に最も影響を及ぼす量子回路の断面をピンポイントする手法を提案する。
我々は,IBM量子マシン上に実装されたアルゴリズム回路の例に応用して,提案手法の実用性と有効性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-12T19:39:31Z) - Recompilation-enhanced simulation of electron-phonon dynamics on IBM
Quantum computers [62.997667081978825]
小型電子フォノン系のゲートベース量子シミュレーションにおける絶対的資源コストについて考察する。
我々は、弱い電子-フォノン結合と強い電子-フォノン結合の両方のためのIBM量子ハードウェアの実験を行う。
デバイスノイズは大きいが、近似回路再コンパイルを用いることで、正確な対角化に匹敵する電流量子コンピュータ上で電子フォノンダイナミクスを得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:00:00Z) - Pulse-level noisy quantum circuits with QuTiP [53.356579534933765]
我々はQuTiPの量子情報処理パッケージであるqutip-qipに新しいツールを導入する。
これらのツールはパルスレベルで量子回路をシミュレートし、QuTiPの量子力学解法と制御最適化機能を活用する。
シミュレーションプロセッサ上で量子回路がどのようにコンパイルされ、制御パルスがターゲットハミルトニアンに作用するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-20T17:06:52Z) - Continuous-time dynamics and error scaling of noisy highly-entangling
quantum circuits [58.720142291102135]
最大21キュービットの雑音量子フーリエ変換プロセッサをシミュレートする。
我々は、デジタルエラーモデルに頼るのではなく、微視的な散逸過程を考慮に入れている。
動作中の消散機構によっては、入力状態の選択が量子アルゴリズムの性能に強い影響を与えることが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-08T14:55:44Z) - Machine learning of noise-resilient quantum circuits [0.8258451067861933]
雑音の緩和と低減は、短期量子コンピュータから有用な答えを得るのに不可欠である。
本稿では,量子回路における量子ハードウェアノイズの影響を低減するための機械学習に基づく汎用フレームワークを提案する。
ノイズ対応回路学習(NACL)と呼ばれる手法は、ユニタリ変換を計算したり、量子状態のセットを作成したり、多ビット状態の観測可能な状態を推定したりするために設計された回路に適用される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-02T15:43:32Z) - Quantum Divide and Compute: Hardware Demonstrations and Noisy
Simulations [0.9659642285903421]
本稿では,回路を小さなサブ回路やフラグメントに分割する手法を提案する。
これにより、与えられた量子プロセッサに対して、幅が大きすぎるか、あるいは深さが大きすぎる回路を実行することができる。
我々は,IBMの20量子ビット超伝導量子プロセッサの1つ上での手法の挙動について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-26T17:08:13Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。