論文の概要: Suppressing Correlated Noise in Quantum Computers via Context-Aware
Compiling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.06852v1
- Date: Mon, 11 Mar 2024 16:08:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-12 18:26:58.610640
- Title: Suppressing Correlated Noise in Quantum Computers via Context-Aware
Compiling
- Title（参考訳）: コンテキスト認識コンパイルによる量子コンピュータの相関ノイズ抑制
- Authors: Alireza Seif, Haoran Liao, Vinay Tripathi, Kevin Krsulich, Moein
Malekakhlagh, Mirko Amico, Petar Jurcevic, and Ali Javadi-Abhari
- Abstract要約: ノイズの相関は、量子プロセッサ上で実行される命令の空間的および時間的構成の結果生じる。
回路の他の部分への動的デカップリングやエラー補償を用いて,これらのエラーを抑えるコンパイラ戦略を考案する。
提案実験では,10量子回路層の層密度が18.5%上昇することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9623525909952625
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Coherent errors, and especially those that occur in correlation among a set
of qubits, are detrimental for large-scale quantum computing. Correlations in
noise can occur as a result of spatial and temporal configurations of
instructions executing on the quantum processor. In this paper, we perform a
detailed experimental characterization of many of these error sources, and
theoretically connect them to the physics of superconducting qubits and gate
operations. Equipped with this knowledge, we devise compiler strategies to
suppress these errors using dynamical decoupling or error compensation into the
rest of the circuit. Importantly, these strategies are successful when the
context at each layer of computation is taken into account: how qubits are
connected, what crosstalk terms exist on the device, and what gates or idle
periods occur in that layer. Our context-aware compiler thus suppresses some
dominant sources of error, making further error mitigation or error correction
substantially less expensive. For example, our experiments show an increase of
18.5\% in layer fidelity for a candidate 10-qubit circuit layer compared to
context-unaware suppression. Owing to the exponential nature of error
mitigation, these improvements due to error suppression translate to several
orders of magnitude reduction of sampling overhead for a circuit consisting of
a moderate number of layers.
- Abstract（参考訳）: コヒーレントエラー、特に1組の量子ビット間の相関で発生するエラーは、大規模量子コンピューティングにとって有害である。
ノイズの相関は、量子プロセッサ上で実行される命令の空間的および時間的構成の結果生じる。
本稿では,これらの誤差源の多くについて詳細な実験を行い,超伝導量子ビットやゲート演算の物理と理論的に結びつける。
この知識を活かして,回路の他の部分への動的デカップリングやエラー補償を用いて,これらのエラーを抑えるコンパイラ戦略を考案した。
重要なのは、各計算層のコンテキストを考慮した場合、これらの戦略が成功していることだ。qubitsの接続方法、デバイスにどのようなクロストーク用語が存在するか、その層でゲートやアイドル期間が発生するか。
これにより、文脈対応コンパイラはエラーの原因を抑えることができ、エラーの軽減やエラー訂正が大幅にコストを削減できる。
例えば、実験では10量子ビットの回路層に対する層忠実度が18.5\%上昇することを示した。
誤差緩和の指数関数的性質から, 誤差抑制によるこれらの改善は, 適度な数の層からなる回路において, サンプリングオーバヘッドの桁違いの低減に寄与する。
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