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。
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) - Streaming quantum state purification [4.189670490218164]
量子状態浄化(Quantum state purification)は、未知の純粋な量子状態のほぼ純粋なコピーを復元する作業である。
この基本的なタスクは、ノイズの多いチャネル上の量子通信や不完全なデバイスによる量子計算に応用できる。
任意の次元のクォーディットのスワップテストに基づいて効率的な浄化手順を導出する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-28T12:33:09Z) - Suppressing Amplitude Damping in Trapped Ions: Discrete Weak
Measurements for a Non-unitary Probabilistic Noise Filter [62.997667081978825]
この劣化を逆転させるために、低オーバーヘッドプロトコルを導入します。
振幅減衰雑音に対する非単位確率フィルタの実装のための2つのトラップイオンスキームを提案する。
このフィルタは、単一コピー準蒸留のためのプロトコルとして理解することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-06T18:18:41Z) - Resource-efficient Purification-based Quantum Error Mitigation [0.0]
多くのアプリケーションにおいて、私たちが準備したいノイズレス状態は純粋な状態であることが多い。
既存の提案は、先行状態準備エラーのみの抑制に制限されるか、多数の長距離ゲートを必要とする。
本稿では, 精製法に基づく異なる量子誤差低減手法の概要と, 状態生成誤差を任意の順序で補正できる資源効率の高い手法を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-15T12:11:26Z) - Engineering fast bias-preserving gates on stabilized cat qubits [64.20602234702581]
バイアス保存ゲートは、フォールトトレラント量子コンピューティングのリソースオーバーヘッドを大幅に削減することができる。
本研究では,非断熱誤差を克服するために,デリバティブに基づく漏洩抑制手法を適用した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-28T15:20:21Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-27T23:29:53Z) - Dual-state purification for practical quantum error mitigation [5.625946422295428]
量子エラー軽減は、量子ビット数に制限のあるノイズの多い量子コンピュータ上での計算に不可欠である。
本稿では,量子状態の仮想的清浄により,量子ビットオーバーヘッドを伴わずに誤りを緩和する実用的なプロトコルを提案する。
量子変分固有解回路を用いて,誤差の低減を実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-04T01:33:35Z) - Error rate reduction of single-qubit gates via noise-aware decomposition
into native gates [0.0]
キュービットの初期量子状態とそのデコヒーレンスを記述する標準パラメータの知識は、単一キュービットゲートの実行中に発生するノイズを軽減するために利用することができる。
入力キュービットの初期状態が分かっていれば、シングルキュービット誤り率を$38%、$1.6×10-3$から$1.0×10-3$に下げることを示した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-14T18:00:01Z) - Dynamically Corrected Nonadiabatic Holonomic Quantum Gates [2.436681150766912]
非線形ホロノミック量子計算(NHQC)の耐雑音性は改善される必要がある。
本稿では, 簡易制御による汎用NHQCの汎用プロトコルを提案し, 付随するXエラーの影響を大幅に抑制することができる。
数値シミュレーションにより, ゲートの性能は従来のプロトコルよりもはるかに良好であることが示された。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-16T15:52:38Z) - 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) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-15T15:10:50Z)
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。