論文の概要: Quasi-Probabilistic Readout Correction of Mid-Circuit Measurements for
Adaptive Feedback via Measurement Randomized Compiling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14139v3
- Date: Mon, 4 Mar 2024 18:37:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 01:09:46.004664
- Title: Quasi-Probabilistic Readout Correction of Mid-Circuit Measurements for
Adaptive Feedback via Measurement Randomized Compiling
- Title（参考訳）: ランダム化コンパイルによる適応フィードバックに対する中間回路測定の準確率的読み出し補正
- Authors: Akel Hashim, Arnaud Carignan-Dugas, Larry Chen, Christian Juenger,
Neelay Fruitwala, Yilun Xu, Gang Huang, Joel J. Wallman, Irfan Siddiqi
- Abstract要約: 量子測定は量子コンピューティングの基本的な構成要素である。
現代の量子コンピュータでは、測定は量子ゲートよりも誤差が多い。
本研究では, ランダム化コンパイルを用いて, 測定誤差を単純な誤差モデルに調整できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.098026951256973
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum measurements are a fundamental component of quantum computing.
However, on modern-day quantum computers, measurements can be more error prone
than quantum gates, and are susceptible to nonunital errors as well as
non-local correlations due to measurement crosstalk. While readout errors can
be mitigated in post-processing, it is inefficient in the number of qubits due
to a combinatorially-large number of possible states that need to be
characterized. In this work, we show that measurement errors can be tailored
into a simple stochastic error model using randomized compiling, enabling the
efficient mitigation of readout errors via quasi-probability distributions
reconstructed from the measurement of a single preparation state in an
exponentially large confusion matrix. We demonstrate the scalability and power
of this approach by correcting readout errors without matrix inversion on a
large number of different preparation states applied to a register of a eight
superconducting transmon qubits. Moreover, we show that this method can be
extended to mid-circuit measurements used for active feedback via
quasi-probabilistic error cancellation, and demonstrate the correction of
measurement errors on an ancilla qubit used to detect and actively correct
bit-flip errors on an entangled memory qubit. Our approach enables the
correction of readout errors on large numbers of qubits, and offers a strategy
for correcting readout errors in adaptive circuits in which the results of
mid-circuit measurements are used to perform conditional operations on
non-local qubits in real time.
- Abstract（参考訳）: 量子計測は量子コンピューティングの基本的な構成要素である。
しかし、現代の量子コンピュータでは、測定は量子ゲートよりも誤差が高く、非単位誤差や測定クロストークによる非局所相関の影響を受けやすい。
読み出しエラーは後処理で軽減できるが、組合せ的に大きな可能な状態の数を特徴付ける必要があるため、キュービット数では非効率である。
本研究では, ランダム化コンパイルを用いた単純な確率的誤差モデルに補正し, 指数的に大きな混乱行列における単一準備状態の測定から再構成した準確率分布による読み出し誤差の効率的な緩和を可能にすることを示す。
8個の超伝導トランスモン量子ビットのレジスタに適用される多数の異なる準備状態に対して行列反転をせずに読み出し誤差を補正することにより、このアプローチのスケーラビリティとパワーを実証する。
さらに,この手法を疑似確率的誤りキャンセラによるアクティブフィードバックに用いる中回路計測に拡張できることを示すとともに,エンタングルメモリ量子ビットにおけるビットフリップ誤りの検出・修正に用いるアンシラ量子ビットにおける測定誤差の補正を実証する。
提案手法は,多数の量子ビット上での読み出し誤差の補正を可能にするとともに,非局所量子ビット上での条件演算に中間回路計測結果を用いた適応回路における読み出し誤差の補正手法を提供する。
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