論文の概要: High-fidelity, multi-qubit generalized measurements with dynamic circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14087v1
• Date: Thu, 21 Dec 2023 18:07:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-22 13:40:11.024092
• Title: High-fidelity, multi-qubit generalized measurements with dynamic circuits
• Title（参考訳）: ダイナミック回路を用いた高忠実多ビット一般化計測
• Authors: Petr Ivashkov, Gideon Uchehara, Liang Jiang, Derek S. Wang, Alireza Seif
• Abstract要約: 一般測度(英: Generalized Measurement)または正作用素値測度(英: positive operator-valued measures、POVM)は、量子情報タスクにおける射影測度よりも有利である。 そこで我々は, 1 と 2 の超伝導量子ビットの高忠実度および単一実験条件下での一般化された測定を実現した。 雑音条件下でのPOVMの忠実度を高めるために,近似コンパイルの高効率な利用を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7635061227370266
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Generalized measurements, also called positive operator-valued measures (POVMs), can offer advantages over projective measurements in various quantum information tasks. Here, we realize a generalized measurement of one and two superconducting qubits with high fidelity and in a single experimental setting. To do so, we propose a hybrid method, the "Naimark-terminated binary tree," based on a hybridization of Naimark's dilation and binary tree techniques that leverages emerging hardware capabilities for mid-circuit measurements and feed-forward control. Furthermore, we showcase a highly effective use of approximate compiling to enhance POVM fidelity in noisy conditions. We argue that our hybrid method scales better toward larger system sizes than its constituent methods and demonstrate its advantage by performing detector tomography of symmetric, informationally complete POVM (SIC-POVM). Detector fidelity is further improved through a composite error mitigation strategy that incorporates twirling and a newly devised conditional readout error mitigation. Looking forward, we expect improvements in approximate compilation and hardware noise for dynamic circuits to enable generalized measurements of larger multi-qubit POVMs on superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: 一般測度(英: Generalized Measurement)または正作用素値測度(英: positive operator-valued measures、POVM)は、様々な量子情報タスクにおける射影測度よりも有利である。 ここでは,1と2の超伝導量子ビットの高忠実度および単一実験環境での一般測定を実現する。 そこで本研究では,中間回路計測とフィードフォワード制御のためのハードウェア機能を活用した,Naimarkのダイレーションとバイナリツリーのハイブリッド化に基づくハイブリッド手法"Naimark-terminated binary tree"を提案する。 さらに,雑音条件下でのPOVMの忠実度を高めるために,近似コンパイルの有効利用を示す。 我々は,このハイブリッド手法は構成法よりも大きなシステムサイズにスケールし,sic-povm (sic-povm) の検出器トモグラフィーを行うことで,その利点を実証する。 twirlingと新しく考案された条件付き読み出しエラー緩和を組み合わせた複合エラー緩和戦略により、検出器の忠実度はさらに向上する。 今後,超伝導量子ビット上の大規模マルチキュービットPOVMの一般化計測を可能にするため,近似コンパイルとハードウェアノイズの改善が期待できる。

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