論文の概要: Comparing resource requirements of noisy quantum simulation algorithms for the Tavis-Cummings model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16692v1
• Date: Mon, 26 Feb 2024 16:06:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-02-28 20:11:19.993202
• Title: Comparing resource requirements of noisy quantum simulation algorithms for the Tavis-Cummings model
• Title（参考訳）: Tavis-Cummingsモデルに対するノイズ量子シミュレーションアルゴリズムのリソース要求の比較
• Authors: Alisa Haukisalmi, Matti Raasakka, Ilkka Tittonen
• Abstract要約: フォールトトレラントな量子コンピュータは、古典的な計算では不可能な量子システムのシミュレーションを促進することができる。 デバイスノイズを緩和するための量子エラー緩和(QEM)や、古典的な最適化とパラメータ化量子回路を組み合わせた変分量子アルゴリズム(VQA)などがある。 ゼロノイズ外挿法(ZNE)と回路折り畳みによる雑音増幅法、インクリメンタル構造学習法(ISL)を比較した。 システムサイズが小さい場合,ISL は ZNE よりも誤差が小さいが,ZNE が優れている 4 キュービットに対して正しいダイナミクスを生成できないことがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computers could facilitate the simulation of quantum systems unfeasible for classical computation. However, the noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices of the present and near term are limited and their utilisation requires additional strategies. These include quantum error mitigation (QEM) for alleviating device noise, and variational quantum algorithms (VQAs) which combine classical optimization with short-depth, parameterized quantum circuits. We compare two such methods: zero-noise extrapolation (ZNE) with noise amplification by circuit folding, and incremental structural learning (ISL), a type of circuit recompiling VQA. These are applied to Trotterized time-evolution of the Tavis--Cummings model (TCM) under a noise simulation. Since both methods add circuit evaluation overhead, it is of interest to see how they compare both in the accuracy of the dynamics they produce, and in terms of the quantum resources used. Additionally, noisy recompilation of time-evolution circuits with ISL has not previously been explored. We find that while ISL achieves lower error than ZNE for smaller system sizes, it fails to produce correct dynamics for 4 qubits, where ZNE is superior. Diverging resource requirements for ISL and ZNE are observed, with ISL achieving low circuit depths at the cost of a large number of circuit evaluations.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピュータは、古典計算では実現不可能な量子システムのシミュレーションを促進することができる。 しかし、現在および近未来のノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスは制限されており、その利用にはさらなる戦略が必要である。 デバイスノイズを緩和するための量子エラー緩和(QEM)や、古典的な最適化とパラメータ化量子回路を組み合わせた変分量子アルゴリズム(VQA)などがある。 我々は、ゼロノイズ外挿法(ZNE)と回路折り畳みによるノイズ増幅法(ISL)と、VQAの回路再コンパイル方式であるインクリメンタル構造学習(ISL)を比較した。 これらは、ノイズシミュレーションによるTavis-Cummingsモデル(TCM)の時間進化に応用される。 どちらの手法も回路評価のオーバーヘッドを増大させるため、それらが生成する力学の精度と使用する量子資源の両面でどのように比較されるかは注目に値する。 さらに、ILLによる時間進化回路の雑音再コンパイルは、これまで検討されていない。 システムサイズが小さい場合,ISL は ZNE よりも誤差が小さいが,ZNE が優れている 4 キュービットに対して正しいダイナミクスを生成できないことがわかった。 ISLとZNEのリソース要件の多様化が観察され、ICLは多数の回路評価を犠牲にして低回路深度を実現している。

関連論文リスト

• Enhancing classical simulation with noisy quantum devices [11.834807045442057]
  量子回路の古典的シミュレーションを強化するため,ノイズの多い量子デバイスを計算資源として活用できることを示す。 我々は,安定化器をベースとしたモンテカルロシミュレーション法を改良したNDE-CSプロトコルを提案する。 NDE-CSはサンプリングコストのオーダー・オブ・マグニチュード削減を実現している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-13T18:01:46Z)
• Continual Quantum Architecture Search with Tensor-Train Encoding: Theory and Applications to Signal Processing [68.35481158940401]
  CL-QASは連続的な量子アーキテクチャ検索フレームワークである。 振幅のエンコードと変分量子回路の忘れを犠牲にすることの課題を緩和する。 制御可能なロバスト性表現性、サンプル効率の一般化、およびバレンプラトーを使わずに滑らかな収束を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-10T02:36:03Z)
• Exploiting biased noise in variational quantum models [0.0]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、短期量子ハードウェア上で量子ユーティリティを実証するための有望なツールである。 古典的最適化過程における量子ノイズの影響について検討する。 トワイリングは、ノイズをシンメトリーズするために標準的な誤り軽減戦略でよく用いられるが、実際には変動条件下での性能を低下させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-28T04:14:20Z)
• Error mitigation of shot-to-shot fluctuations in analog quantum simulators [46.54051337735883]
  本稿では,ハミルトニアンがシステムダイナミクスを制御しているパラメータのショット・ツー・ショット変動に対処する誤差軽減手法を提案する。 我々は、このショット・ツー・ショットノイズを増幅し、ゼロノイズ制限を外挿することで、現実的な雑音分布に対するノイズのない結果が復元されることを厳密に証明する。 数値解析により,現実的な条件下でのRydberg原子配列の有効多体コヒーレンス時間の大幅な向上を予測した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-19T18:00:00Z)
• Dynamic Estimation Loss Control in Variational Quantum Sensing via Online Conformal Inference [39.72602887300498]
  現在の変分量子センシング法は厳密な性能保証を欠いている。 本稿では,パラメータの変動を動的に更新するオンラインVQS制御フレームワークを提案する。 量子磁気学タスクの実験では、提案された動的VQSアプローチが、正確な推定をしながら、時間とともに必要な信頼性を維持していることを確認した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-29T12:19:07Z)
• Provably Robust Training of Quantum Circuit Classifiers Against Parameter Noise [49.97673761305336]
  ノイズは、信頼できる量子アルゴリズムを達成するための大きな障害である。 本稿では,パラメータ化量子回路分類器のロバスト性を高めるための雑音耐性学習理論とアルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-24T02:51:34Z)
• Prospects of Quantum Error Mitigation for Quantum Signal Processing [0.0]
  本研究は量子信号処理(QSP)で設計されたハミルトンシミュレーションアルゴリズムにおけるゼロノイズ抽出(ZNE)の性能について検討する。 我々は、ZNEプロトコルがノイズのない予測値の近似を回復できるノイズと深さを定量化する。 サンプル予算が無制限であっても,ZNEが使用不可能な領域に関する数値的研究を簡潔に議論し,提示する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-08T19:49:54Z)
• Approximation Methods for Simulation and Equivalence Checking of Noisy Quantum Circuits [3.2559508547981917]
  現在のNISQ時代には、ノイズ量子回路のシミュレーションと検証が不可欠である。 本稿では,雑音量子回路の等価性をシミュレーションし,評価するための近似アルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-13T13:19:30Z)
• Bayesian Quantum Amplitude Estimation [49.1574468325115]
  本稿では,量子振幅推定のための雑音対応ベイズアルゴリズムであるBAEを紹介する。 我々は,BAEがハイゼンベルク限界推定を達成し,他の手法と比較した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-05T18:09:41Z)
• Subspace-Based Local Compilation of Variational Quantum Circuits for Large-Scale Quantum Many-Body Simulation [0.0]
  本稿では,時間進化演算子をコンパイルするためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 精度を保ちながら、トロッタライゼーションに比べて95%の回路深さの低減を実現している。 我々は,LSVQCを用いて,短期量子コンピューティングアーキテクチャ上での量子シミュレーションの実行に必要なゲート数を推定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-19T09:50:01Z)
• Quantum Compiling with Reinforcement Learning on a Superconducting Processor [55.135709564322624]
  超伝導プロセッサのための強化学習型量子コンパイラを開発した。 短絡の新規・ハードウェア対応回路の発見能力を示す。 本研究は,効率的な量子コンパイルのためのハードウェアによるソフトウェア設計を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-18T01:49:48Z)
• Characterizing randomness in parameterized quantum circuits through expressibility and average entanglement [39.58317527488534]
  量子回路(PQC)は、その主応用の範囲外ではまだ完全には理解されていない。 我々は、量子ビット接続性に関する制約の下で、PQCにおけるランダム状態の生成を分析する。 生成した状態の分布の均一性の増加と絡み合いの発生との間には,どれだけ急激な関係があるかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-03T17:32:55Z)
• Compressed-sensing Lindbladian quantum tomography with trapped ions [44.99833362998488]
  量子システムの力学を特徴づけることは、量子情報プロセッサの開発における中心的な課題である。 従来の欠点を緩和するLindbladian quantum tomography(LQT)の2つの改良点を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-12T09:58:37Z)
• Towards Efficient Quantum Computing for Quantum Chemistry: Reducing Circuit Complexity with Transcorrelated and Adaptive Ansatz Techniques [0.0]
  この研究は、Transcorrelated (TC) アプローチと適応量子アンゼの併用による回路深さの低減方法を示す。 本研究は, 適応型アンサーゼとTC法を組み合わせることで, 小型, 耐雑音性, 容易に最適化できる量子回路が得られることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-26T15:31:56Z)
• QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
  QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。 提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
• Classical simulations of noisy variational quantum circuits [0.0]
  ノイズは量子計算に影響を及ぼし、より正確になるだけでなく、システムのスケールアップとともに古典的なシミュレートも容易になる。 ノイズパラメータ化量子回路の期待値を推定するための古典的シミュレーションアルゴリズムLOWESAを構築した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-08T17:52:30Z)
• Mitigating crosstalk errors by randomized compiling: Simulation of the BCS model on a superconducting quantum computer [41.94295877935867]
  CNOT2量子ゲートを起点とするクロストークエラーは、多くの量子コンピューティングプラットフォームにおけるエラーの重要な原因である。 隣接するキュービットの特別な処理を含むランダム化コンパイルプロトコルを拡張し,適用する。 隣り合う量子ビットのツイリングは、新しい量子ビットや回路を追加することなく、ノイズ推定プロトコルを劇的に改善することを示します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-03T18:00:02Z)
• Quantum Federated Learning with Entanglement Controlled Circuits and Superposition Coding [44.89303833148191]
  我々は、絡み合ったスリム化可能な量子ニューラルネットワーク(eSQNN)の深さ制御可能なアーキテクチャを開発する。 本稿では,eS-QNNの重畳符号化パラメータを通信する絡み合ったスリム化QFL(eSQFL)を提案する。 画像分類タスクでは、広範囲なシミュレーションがeSQFLの有効性を裏付ける。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-04T03:18:03Z)
• Error Mitigation-Aided Optimization of Parameterized Quantum Circuits: Convergence Analysis [42.275148861039895]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、ノイズプロセッサを介して量子アドバンテージを得るための最も有望な経路を提供する。 不完全性とデコヒーレンスによるゲートノイズは、バイアスを導入して勾配推定に影響を与える。 QEM(Quantum error mitigation)技術は、キュービット数の増加を必要とせずに、推定バイアスを低減することができる。 QEMは必要な反復回数を減らすことができるが、量子ノイズレベルが十分に小さい限りである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-23T10:48:04Z)
• Robust resource-efficient quantum variational ansatz through evolutionary algorithm [0.46180371154032895]
  Vari Quantum Algorithm (VQAsational) は、短期デバイスにおける量子優位性を実証するための有望な手法である。 我々は、広く使われているハードウェア効率の良いアンサッツのような固定VQA回路設計は、必ずしも不完全性に対して堅牢ではないことを示す。 本稿では,ゲノム長調整可能な進化アルゴリズムを提案し,回路アンサッツおよびゲートパラメータの変動に最適化されたロバストなVQA回路を設計する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-28T12:14:11Z)
• Mixed Precision Low-bit Quantization of Neural Network Language Models for Speech Recognition [67.95996816744251]
  長期間のメモリリカレントニューラルネットワーク(LSTM-RNN)とトランスフォーマーで表される最先端言語モデル(LM)は、実用アプリケーションではますます複雑で高価なものになりつつある。 現在の量子化法は、均一な精度に基づいており、量子化誤差に対するLMの異なる部分での様々な性能感度を考慮できない。 本稿では,新しい混合精度ニューラルネットワークLM量子化法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-29T12:24:02Z)

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。