論文の概要: Robust Error Accumulation Suppression

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.16884v1
• Date: Tue, 30 Jan 2024 10:38:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-31 15:33:11.067428
• Title: Robust Error Accumulation Suppression
• Title（参考訳）: ロバストエラー蓄積抑制
• Authors: Tatsuki Odake, Philip Taranto, Nobuyuki Yoshioka, Toshinari Itoko, Kunal Sharma, Antonio Mezzacapo, and Mio Murao
• Abstract要約: 我々は、堅牢なエラー蓄積抑制(REAS)をダブする高度な量子エラー抑制手法を提案する。 この結果はクリフォードゲートのみからなる回路よりもはるかに大きな回路群に適用できる。 REASはエラー抑制プロトコル自体のクリーンさを前提としていません。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6282171844772421
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present an advanced quantum error suppression technique, which we dub robust error accumulation suppression (REAS). Our method reduces the accumulation of errors in any circuit composed of single- or two-qubit gates expressed as $e^{-i \sigma\theta }$ for Pauli operators $\sigma$ and $\theta \in [0,\pi)$; since such gates form a universal gate set, our results apply to a strictly larger class of circuits than those comprising only Clifford gates, thereby generalizing previous results. In the case of coherent errors -- which include crosstalk -- we demonstrate a reduction of the error scaling in an $L$-depth circuit from $O(L)$ to $O(\sqrt{L})$. Crucially, REAS makes no assumption on the cleanness of the error-suppressing protocol itself and is, therefore, truly robust, applying to situations in which the newly inserted gates have non-negligible coherent noise. Furthermore, we show that REAS can also suppress certain types of decoherence noise by transforming some gates to be robust against such noise, which is verified by the demonstration of the quadratic suppression of error scaling in the numerical simulation. Our results, therefore, present an advanced, robust method of error suppression that can be used in conjunction with error correction as a viable path toward fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,堅牢な誤り蓄積抑制 (REAS) を導出する先進的な量子誤り抑制手法を提案する。 この手法は、パウリ作用素に対して$e^{-i \sigma\theta }$と$\theta \in [0,\pi)$と表される単一または2量子のゲートからなる任意の回路における誤差の蓄積を低減する。 クロストークを含むコヒーレントエラーの場合、$O(L)$から$O(\sqrt{L})$への$L$depth回路におけるエラースケーリングの減少を示す。 重要なことは、REASはエラー抑制プロトコル自体の清潔さを前提とせず、それゆえに真に堅牢であり、新たに挿入されたゲートが無視できないコヒーレントノイズを持つ状況に適用できる。 さらに,REASは,いくつかのゲートをそのようなノイズに対して頑健に変形させることにより,ある種のデコヒーレンスノイズを抑制できることを示し,数値シミュレーションにおける誤差スケーリングの2次抑制の実証によって検証した。 そこで本研究では,誤り訂正と併用して,フォールトトレラント量子計算への有効な経路として,高度で堅牢な誤り抑制手法を提案する。

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