論文の概要: Fidelity decay and error accumulation in quantum volume circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.11444v2
• Date: Fri, 7 Jun 2024 16:06:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-10 19:28:06.733981
• Title: Fidelity decay and error accumulation in quantum volume circuits
• Title（参考訳）: 量子体積回路における忠実度減衰と誤差蓄積
• Authors: Nadir Samos Sáenz de Buruaga, Rafał Bistroń, Marcin Rudziński, Rodrigo Miguel Chinita Pereira, Karol Życzkowski, Pedro Ribeiro,
• Abstract要約: 忠実度は、回路深さとアーキテクチャ依存のパワーに上昇する量子ビットの数の両方で指数関数的に減衰する。 量子ボリュームテストにおいて量子プロセッサをベンチマークするために用いられる重出力周波数と忠実度との間には、堅牢な線形関係が確立される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3562485774739681
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a comprehensive analysis of fidelity decay and error accumulation in faulty quantum circuit models. Our work devises an analytical bound for the average fidelity between desired and faulty output states, accounting for errors that may arise during the implementation of two-qubit gates and multi-qubit permutations. It is shown that fidelity decays exponentially with both circuit depth and the number of qubits raised to an architecture-dependent power, and determine the decay rates as a function of the two types of errors. Furthermore, we establish a robust linear relationship between fidelity and the heavy output frequency used in Quantum Volume tests to benchmark quantum processors, under the considered errors protocol. These findings pave the way for predicting the behavior of fidelity in the presence of specific errors and offer insights into the best strategies for increasing Quantum Volume.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、故障量子回路モデルにおける忠実度減衰と誤り蓄積の包括的解析について述べる。 本研究は、2量子ゲートと複数量子ビット置換の実装時に発生するエラーを考慮し、所望の出力状態と不良出力状態の間の平均忠実度に対する解析的境界を考案する。 回路深さとクビット数の両方で指数関数的に減衰し, 2種類の誤差の関数として減衰率を決定する。 さらに,量子ボリュームテストにおいて,量子プロセッサのベンチマークに使用される重出力周波数と忠実度との線形関係を,誤差プロトコルに基づいて確立する。 これらの知見は、特定の誤差が存在する場合の忠実さの挙動を予測する方法を示し、量子ボリュームを増やすための最良の戦略に関する洞察を提供する。

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