論文の概要: Quantum-Error-Mitigated Detectable Byzantine Agreement with Dynamical
Decoupling for Distributed Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.03097v1
- Date: Mon, 6 Nov 2023 13:39:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-07 14:28:23.150884
- Title: Quantum-Error-Mitigated Detectable Byzantine Agreement with Dynamical
Decoupling for Distributed Quantum Computing
- Title（参考訳）: 分散量子コンピューティングのための動的デカップリングを用いた量子誤り除去型ビザンチン合意
- Authors: Matthew Prest, Kuan-Cheng Chen
- Abstract要約: 本稿では,先進的なエラー軽減手法を取り入れた量子ビザンチン合意プロトコルの強化について紹介する。
シミュレーションおよび実世界の量子デバイス、特にIBMの量子コンピュータの広範なテストは、我々のT-RExおよびDD適応の有効性の説得力のある証拠を提供する。
各種シナリオにおけるプロトコルのレジリエンスと有効性の向上を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40792653193642503
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In the burgeoning domain of distributed quantum computing, achieving
consensus amidst adversarial settings remains a pivotal challenge. We introduce
an enhancement to the Quantum Byzantine Agreement (QBA) protocol, uniquely
incorporating advanced error mitigation techniques: Twirled Readout Error
Extinction (T-REx) and dynamical decoupling (DD). Central to this refined
approach is the utilization of a Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) source
device for heightened performance. Extensive tests on both simulated and
real-world quantum devices, notably IBM's quantum computer, provide compelling
evidence of the effectiveness of our T-REx and DD adaptations in mitigating
prevalent quantum channel errors.
Subsequent to the entanglement distribution, our protocol adopts a
verification method reminiscent of Quantum Key Distribution (QKD) schemes. The
Commander then issues orders encoded in specific quantum states, like Retreat
or Attack. In situations where received orders diverge, lieutenants engage in
structured games to reconcile discrepancies. Notably, the frequency of these
games is contingent upon the Commander's strategies and the overall network
size. Our empirical findings underscore the enhanced resilience and
effectiveness of the protocol in diverse scenarios. Nonetheless, scalability
emerges as a concern with the growth of the network size. To sum up, our
research illuminates the considerable potential of fortified quantum consensus
systems in the NISQ era, highlighting the imperative for sustained research in
bolstering quantum ecosystems.
- Abstract（参考訳）: 急成長する分散量子コンピューティングの領域では、敵対的な状況下でのコンセンサスの実現が依然として重要な課題である。
本稿では,twirled readout error extinction (t-rex) と dynamical decoupling (dd) という,高度な誤り緩和手法を独自に組み込んだ量子ビザンチン協定 (qba) プロトコルの拡張を提案する。
この洗練されたアプローチの中心は、パフォーマンスを高めるためにノイズ中間量子(NISQ)ソースデバイスを利用することである。
シミュレーションおよび実世界の量子デバイス、特にIBMの量子コンピュータにおける広範囲なテストは、我々のT-RExおよびDD適応の有効性の説得力のある証拠を提供する。
エンタングルメント分布の後、本プロトコルは量子鍵分布(qkd)スキームを再現した検証手法を採用している。
コマンドは、RetreatやAttackといった特定の量子状態にエンコードされた命令を発行する。
受注命令が発散する状況では、中尉は不一致を和らげるために構造化されたゲームに参加する。
特に、これらのゲームの頻度は、コマンドの戦略と全体的なネットワークサイズに依存している。
各種シナリオにおけるプロトコルのレジリエンスと有効性の向上を実証した。
それにもかかわらず、スケーラビリティはネットワークサイズの成長に対する懸念として現れます。
まとめると、我々の研究は、NISQ時代における量子コンセンサスシステム強化のかなりの可能性を照らし、量子エコシステムの活性化における持続的な研究の衝動を浮き彫りにした。
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