Fugu-MT 論文翻訳(概要): Virtual Channel Purification

論文の概要: Virtual Channel Purification

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07866v2
Date: Fri, 16 Aug 2024 10:46:11 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-08-19 20:45:34.199241
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キュービットとゲート資源を消費する仮想チャネル浄化プロトコルを開発した。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、エラーの抑制が強化される。また、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することができる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0949746731814
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 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 the virtual error correction (VEC) protocol, one of the first protocols that combine quantum error correction (QEC) and quantum error mitigation beyond concatenation. VEC can virtually remove all correctable noise in the channel while paying only the same sampling cost as low-order purification. It can achieve QEC-level protection on an unencoded register when transmitting it through a noisy channel, removing the associated encoding qubit overhead. Another variant of VEC can mimic the error suppression power of the surface code by inputting only a bit-flip and a phase-flip code. 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と早期耐故障装置のターゲット状態特性を抽出する鍵となるアプローチである。フラ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,類似のキュービットやゲートリソースを仮想状態浄化として利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ほとんどの仮定を除去する。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と量子誤り訂正の間で接続を行い、量子エラー補正(QEC)と結合を超えた量子エラー軽減を組み合わせた最初のプロトコルである仮想エラー訂正(VEC)プロトコルを生成する。 VECは、低次浄化と同じサンプリングコストのみを支払って、チャンネル内のすべての修正可能なノイズを実質的に除去することができる。ノイズチャネルを介して送信する際、未符号化レジスタ上でQECレベルの保護を達成でき、関連する符号化キュービットオーバーヘッドを除去できる。 VECの別の変種は、ビットフリップと位相フリップのみを入力することで、表面符号の誤差抑制力を模倣することができる。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。

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