論文の概要: Optimized Noise Suppression for Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06423v2
- Date: Sat, 28 Sep 2024 13:28:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-01 21:58:52.720635
- Title: Optimized Noise Suppression for Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 量子回路の最適ノイズ抑制
- Authors: Friedrich Wagner, Daniel J. Egger, Frauke Liers,
- Abstract要約: クロストークノイズは、例えば、クロス共鳴ベースの超伝導量子プロセッサにおける深刻なエラー源である。
Intrepidプログラミングアルゴリズムは、スワップ挿入によって最適化されたキュービットルーティングに関する以前の作業を拡張する。
最大127キュービットの2つのチップのクロストークノイズを特徴付けることで,提案手法の評価を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40964539027092917
- License:
- Abstract: Quantum computation promises to advance a wide range of computational tasks. However, current quantum hardware suffers from noise and is too small for error correction. Thus, accurately utilizing noisy quantum computers strongly relies on noise characterization, mitigation, and suppression. Crucially, these methods must also be efficient in terms of their classical and quantum overhead. Here, we efficiently characterize and mitigate crosstalk noise, which is a severe error source in, e.g., cross-resonance based superconducting quantum processors. For crosstalk characterization, we develop a simplified measurement experiment. Furthermore, we analyze the problem of optimal experiment scheduling and solve it for common hardware architectures. After characterization, we mitigate noise in quantum circuits by a noise-aware qubit routing algorithm. Our integer programming algorithm extends previous work on optimized qubit routing by swap insertion. We incorporate the measured crosstalk errors in addition to other, more easily accessible noise data in the objective function. Furthermore, we strengthen the underlying integer linear model by proving a convex hull result about an associated class of polytopes, which has applications beyond this work. We evaluate the proposed method by characterizing crosstalk noise for two chips with up to 127 qubits and leverage the resulting data to improve the approximation ratio of the Quantum Approximate Optimization Algorithm by up to 10 % compared to other established noise-aware routing methods. Our work clearly demonstrates the gains of including noise data when mapping abstract quantum circuits to hardware native ones.
- Abstract（参考訳）: 量子計算は幅広い計算タスクを前進させることを約束する。
しかし、現在の量子ハードウェアはノイズに悩まされており、誤り訂正には小さすぎる。
したがって、ノイズ量子コンピュータの正確な利用はノイズ特性、緩和、抑制に強く依存する。
重要なことに、これらの手法は古典的および量子的オーバーヘッドの観点からも効率的でなければならない。
ここでは、クロストークノイズを効率よく特徴づけ、緩和する。これは、例えば、クロス共鳴に基づく超伝導量子プロセッサにおける重大エラー源である。
クロストークのキャラクタリゼーションのために,簡易な測定実験を開発した。
さらに、最適実験スケジューリングの問題を解析し、共通ハードウェアアーキテクチャのために解決する。
キャラクタリゼーション後、ノイズ対応量子ビットルーティングアルゴリズムにより量子回路のノイズを緩和する。
我々の整数プログラミングアルゴリズムは、スワップ挿入によって最適化されたキュービットルーティングに関する以前の作業を拡張する。
測定されたクロストークの誤差に加えて、目的関数により容易にアクセス可能なノイズデータも組み込む。
さらに、関連するポリトープのクラスに関する凸包の結果を証明して、基礎となる整数線型モデルを強化する。
提案手法は、最大127キュービットの2つのチップのクロストークノイズを特徴付けることで評価し、得られたデータを利用して量子近似最適化アルゴリズムの近似比を、既存のノイズ対応ルーティング手法と比較して最大10%改善する。
我々の研究は、抽象量子回路をハードウェアネイティブにマッピングする際にノイズデータを含めることの利点をはっきりと示している。
関連論文リスト
- Fault-tolerant quantum architectures based on erasure qubits [49.227671756557946]
我々は、支配的なノイズを既知の場所での消去に効率よく変換することで、消去量子ビットの考え方を利用する。
消去量子ビットと最近導入されたFloquet符号に基づくQECスキームの提案と最適化を行う。
以上の結果から, 消去量子ビットに基づくQECスキームは, より複雑であるにもかかわらず, 標準手法よりも著しく優れていることが示された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-21T17:40:18Z) - Accurate and Honest Approximation of Correlated Qubit Noise [39.58317527488534]
提案手法は, 量子ビット相関度の高い雑音成分を組み込むことにより, 精度を向上することのできる, 近似雑音チャネルの効率的な構成法である。
固定周波数超伝導量子ビットに典型的な現実的な雑音強度では、2量子ビット相関を超える相関ノイズがコードシミュレーションの精度に大きく影響することを発見した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-15T19:00:34Z) - Scalable noisy quantum circuits for biased-noise qubits [37.69303106863453]
安定猫量子ビットの既存システムに動機づけられたビットフリップ誤差のみに影響されるバイアスノイズ量子ビットを考察する。
現実的なノイズモデルでは、位相フリップは無視できないが、Pauli-Twirling近似では、ベンチマークが最大106ドルのゲートを含む回路の正しさを確認できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-03T11:27:50Z) - Characterizing and mitigating coherent errors in a trapped ion quantum
processor using hidden inverses [0.20315704654772418]
量子コンピューティングテストベッドは、量子ビットの小さな集合に対して高忠実な量子制御を示す。
これらのノイズの多い中間スケールデバイスは、デコヒーレンスの前に十分な数のシーケンシャルな操作をサポートすることができる。
これらのアルゴリズムの結果は不完全であるが、これらの不完全性は量子コンピュータのテストベッド開発をブートストラップするのに役立ちます。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-27T20:35:24Z) - Optimization and Noise Analysis of the Quantum Algorithm for Solving
One-Dimensional Poisson Equation [17.65730040410185]
一次元ポアソン方程式を解くための効率的な量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムをさらに発展させ、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスにおける実際の応用に近づける。
我々は、IBM Qiskitツールキットを用いて、実量子デバイスに存在する一般的なノイズがアルゴリズムに与える影響を分析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-27T09:44:41Z) - Mitigating depolarizing noise on quantum computers with noise-estimation
circuits [1.3375143521862154]
本稿では、まず、雑音推定回路を用いて、その周波数を推定することで、脱分極ノイズを緩和する手法を提案する。
我々は,数百個のCNOTゲートを含む回路であっても,読み出し誤り訂正,コンパイル,ランダム化,ゼロノイズ外挿と組み合わせることで,正確な結果が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T17:59:06Z) - Modeling and mitigation of cross-talk effects in readout noise with
applications to the Quantum Approximate Optimization Algorithm [0.0]
雑音の緩和は、上界を導出する誤差まで行うことができる。
ノイズモデルとエラー軽減スキームの両方をテストするためにIBMのデバイスを使用した15(23)量子ビットの実験。
浅層深度ランダム回路によって生成されるHaar-random量子状態と状態に対して、同様の効果が期待できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-07T02:19:58Z) - Efficient and robust certification of genuine multipartite entanglement
in noisy quantum error correction circuits [58.720142291102135]
実効多部絡み(GME)認証のための条件付き目撃手法を導入する。
線形な二分割数における絡み合いの検出は, 多数の測定値によって線形にスケールし, GMEの認証に十分であることを示す。
本手法は, 距離3の位相的カラーコードとフラグベースの耐故障バージョンにおける安定化作用素の雑音可読化に適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-06T18:00:07Z) - A deep learning model for noise prediction on near-term quantum devices [137.6408511310322]
我々は、量子デバイスからの実験データに基づいて畳み込みニューラルネットワークをトレーニングし、ハードウェア固有のノイズモデルを学ぶ。
コンパイラはトレーニングされたネットワークをノイズ予測器として使用し、期待されるノイズを最小限に抑えるために回路にゲートのシーケンスを挿入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-21T17:47:29Z) - Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with
Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。
本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。
この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-11T17:20:51Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。