論文の概要: Virtual Channel Purification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07866v1
• Date: Mon, 12 Feb 2024 18:23:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-13 13:07:36.902440
• Title: Virtual Channel Purification
• Title（参考訳）: 仮想チャネルの浄化
• Authors: Zhenhuan Liu, Xingjian Zhang, Yue-Yang Fei, Zhenyu Cai
• Abstract要約: 我々は、仮想状態浄化として類似の量子ビットとゲートリソースを消費する仮想チャネル浄化(VCP)プロトコルを開発した。 VCPは、システムサイズが増加し、ノイズの多い操作コピーが増加し、指数関数的に強いエラー抑制を提供する。 我々のプロトコルは、チャネルキャパシティアクティベーションや絡み合い分布といった量子ネットワークのキータスクにも適用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.381037488986133
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error mitigation is a key approach for extracting target state properties on state-of-the-art noisy machines and early fault-tolerant devices. Using the ideas from flag fault tolerance and virtual state purification, we develop the virtual channel purification (VCP) protocol, which consumes similar qubit and gate resources as virtual state purification but offers up to exponentially stronger error suppression with increased system size and more noisy operation copies. Furthermore, VCP removes most of the assumptions required in virtual state purification. Essentially, VCP is the first quantum error mitigation protocol that does not require specific knowledge about the noise models, the target quantum state, and the target problem while still offering rigorous performance guarantees for practical noise regimes. Further connections are made between VCP and quantum error correction to produce one of the first protocols that combine quantum error correction and quantum error mitigation beyond concatenation. We can remove all noise in the channel while paying only the same sampling cost as low-order purification, reaching beyond the standard bias-variance trade-off in quantum error mitigation. Our protocol can also be adapted to key tasks in quantum networks like channel capacity activation and entanglement distribution.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー軽減は、最先端ノイズマシンや早期耐故障装置の目標状態特性を抽出する鍵となるアプローチである。 本稿では,フラッグフォールトトレランスと仮想状態浄化のアイデアを用いて,同様の量子ビットおよびゲートリソースを仮想状態浄化として使用する仮想チャネル浄化(vcp)プロトコルを開発した。 さらに、VCPは仮想状態浄化に必要な仮定の大部分を取り除く。 本質的に、VCPはノイズモデル、ターゲット量子状態、ターゲット問題に関する具体的な知識を必要としない最初の量子エラー軽減プロトコルであり、実用的なノイズレシエーションに対して厳密な性能保証を提供する。 さらに、VCPと量子エラー補正の間で接続が行われ、量子エラー補正と量子エラー緩和を組み合わせた最初のプロトコルの1つが生成される。 チャネル内のすべてのノイズを除去し、低次の浄化と同じサンプリングコストを支払えば、量子エラー緩和における標準バイアス分散トレードオフを超えることができる。 このプロトコルはチャネル容量の活性化や絡み合い分布といった量子ネットワークの重要なタスクにも適用できる。

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