論文の概要: Efficient separate quantification of state preparation errors and
measurement errors on quantum computers and their mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.18881v1
- Date: Sun, 29 Oct 2023 02:51:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-31 15:55:07.613688
- Title: Efficient separate quantification of state preparation errors and
measurement errors on quantum computers and their mitigation
- Title（参考訳）: 量子コンピュータにおける状態準備誤差と測定誤差の効率的な分離定量化とその緩和
- Authors: Hongye Yu, Tzu-Chieh Wei
- Abstract要約: 現在のノイズ量子コンピュータは、状態準備、測定/読み出し、ゲート操作で発生する複数のタイプのエラーを持つ。
本稿では,状態準備と読み出しエラー率を別々に定量化する,シンプルで資源効率のよい手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5439020425819
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Current noisy quantum computers have multiple types of errors, which can
occur in the state preparation, measurement/readout, and gate operation, as
well as intrinsic decoherence and relaxation. Partly motivated by the booming
of intermediate-scale quantum processors, measurement and gate errors have been
recently extensively studied, and several methods of mitigating them have been
proposed and formulated in software packages (e.g., in IBM Qiskit). Despite
this, the state preparation error and the procedure to quantify it have not yet
been standardized, as state preparation and measurement errors are usually
considered not directly separable. Inspired by a recent work of Laflamme, Lin,
and Mor [Phys. Rev. A 106, 012439 (2022)], we propose a simple and
resource-efficient approach to quantify separately the state preparation and
readout error rates. With these two errors separately quantified, we also
propose methods to mitigate them separately, especially mitigating state
preparation errors with linear (with the number of qubits) complexity. As a
result of the separate mitigation, we show that the fidelity of the outcome can
be improved by an order of magnitude compared to the standard measurement error
mitigation scheme. We also show that the quantification and mitigation scheme
is resilient against gate noise and can be immediately applied to current noisy
quantum computers. To demonstrate this, we present results from cloud
experiments on IBM's superconducting quantum computers. The results indicate
that the state preparation error rate is also an important metric for qubit
metrology that can be efficiently obtained.
- Abstract（参考訳）: 現在のノイズ量子コンピュータは、状態準備、測定/読み出し、ゲート操作、本質的なデコヒーレンスと緩和で発生する複数のタイプのエラーを持つ。
中間スケールの量子プロセッサのブームの影響もあって、最近は測定とゲートエラーが広く研究され、ソフトウェアパッケージ(例えばIBM Qiskit)でそれらを緩和するいくつかの方法が提案され、定式化されている。
それにもかかわらず、状態準備誤差と定量化手順は、通常状態準備と測定誤差は直接分離できないと考えられるため、まだ標準化されていない。
近年のLaflamme, Lin, Mor の論文 (Phys. Rev. A 106, 012439 (2022)] に触発されて, 状態準備と読み出しエラー率を別々に定量化するための単純かつ資源効率の良いアプローチを提案する。
これらの2つの誤りを別々に定量化することにより、特に線形(量子ビット数)の複雑さを伴う状態準備誤差を緩和する手法も提案する。
その結果, 従来の測定誤差低減方式に比べて, 結果の忠実度は桁違いに向上できることがわかった。
また、量子化・緩和方式はゲートノイズに対して耐性があり、現在のノイズ量子コンピュータにも即座に適用可能であることを示す。
これを示すために、IBMの超伝導量子コンピュータにおけるクラウド実験の結果を示す。
その結果, 状態生成誤差率は, 効率的に得られる立方メートル法の重要な指標であることがわかった。
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