論文の概要: Universal readout error mitigation scheme characterized on
superconducting qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.04211v1
- Date: Thu, 7 Dec 2023 10:54:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-08 15:19:25.653477
- Title: Universal readout error mitigation scheme characterized on
superconducting qubits
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビットによる万能読み出し誤差軽減方式
- Authors: Adrian Skasberg Aasen, Andras Di Giovanni, Hannes Rotzinger, Alexey V.
Ustinov, Martin G\"arttner
- Abstract要約: 量子二レベルオブジェクト(量子ビット)からなるシステムで見られる現実的なノイズを補正するための読み出し誤差軽減機能をテストする。
状態トモグラフィーの文脈で読み出し誤差を軽減することにより、この手法は主にデバイス、アーキテクチャ、ノイズ源、量子状態非依存となる。
読み出し誤差を低減させるノイズ源を同定し,読み出し回数を最大30倍に削減した。
- 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: Quantum technologies rely heavily on accurate control and reliable readout of
quantum systems. Current experiments are limited by numerous sources of noise
that can only be partially captured by simple analytical models and additional
characterization of the noise sources is required. We test the ability of
readout error mitigation to correct realistic noise found in systems composed
of quantum two-level objects (qubits). To probe the limit of such methods, we
designed a universal readout error mitigation protocol based on quantum state
tomography (QST), which estimates the density matrix of a quantum system, and
quantum detector tomography (QDT), which characterizes the measurement
procedure. By treating readout error mitigation in the context of state
tomography the method becomes largely device-, architecture-, noise source-,
and quantum state-independent. We implement this method on a superconducting
qubit and benchmark the increase in reconstruction fidelity for QST. We
characterize the performance of the method by varying important noise sources,
such as suboptimal readout signal amplification, insufficient resonator photon
population, off-resonant qubit drive, and effectively shortened $T_1$ and $T_2$
decay times. As a result, we identified noise sources for which readout error
mitigation worked well, and observed decreases in readout infidelity by a
factor of up to 30.
- Abstract（参考訳）: 量子技術は、量子システムの正確な制御と信頼できる読み出しに大きく依存している。
現在の実験は、単純な解析モデルで部分的にしか捉えられない多くのノイズ源によって制限されており、ノイズ源のさらなる特徴付けが必要である。
量子2レベルオブジェクト(qubits)からなるシステムで検出される現実的なノイズを正すために,読み出し誤り軽減の能力をテストする。
このような方法の限界を調べるために,量子システムの密度行列を推定する量子状態トモグラフィ(qst)と,測定手順を特徴付ける量子検出器トモグラフィ(qdt)に基づいて,汎用的な読み出し誤差緩和プロトコルを設計した。
状態トモグラフィーの文脈で読み出し誤差を軽減することにより、この手法は主にデバイス、アーキテクチャ、ノイズ源、量子状態非依存となる。
本手法を超伝導量子ビット上に実装し,QSTの再構成忠実度向上をベンチマークする。
提案手法の性能は, 信号増幅, 共振器光子人口の不足, 外部共振量子ビット駆動, 減衰時間を効果的に短縮したT_1$およびT_2$といった, 重要なノイズ源によって特徴づけられる。
その結果,読み出し誤差低減効果が良好であったノイズ源を同定し,読み出し不忠実度を最大30倍に低下させた。
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