論文の概要: QuTracer: Mitigating Quantum Gate and Measurement Errors by Tracing Subsets of Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.19712v2
- Date: Fri, 28 Jun 2024 17:39:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-01 21:15:15.144886
- Title: QuTracer: Mitigating Quantum Gate and Measurement Errors by Tracing Subsets of Qubits
- Title（参考訳）: QuTracer:Qubitのサブセット追跡による量子ゲートと測定誤差の緩和
- Authors: Peiyi Li, Ji Liu, Alvin Gonzales, Zain Hamid Saleem, Huiyang Zhou, Paul Hovland,
- Abstract要約: 量子誤差緩和は、現在のノイズの中規模量子(NISQ)時代に重要な役割を果たす。
キュービットのサブセットにおけるゲートと測定誤差を緩和するフレームワークQuTracerを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.54896613102673
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum error mitigation plays a crucial role in the current noisy-intermediate-scale-quantum (NISQ) era. As we advance towards achieving a practical quantum advantage in the near term, error mitigation emerges as an indispensable component. One notable prior work, Jigsaw, demonstrates that measurement crosstalk errors can be effectively mitigated by measuring subsets of qubits. Jigsaw operates by running multiple copies of the original circuit, each time measuring only a subset of qubits. The localized distributions yielded from measurement subsetting suffer from less crosstalk and are then used to update the global distribution, thereby achieving improved output fidelity. Inspired by the idea of measurement subsetting, we propose QuTracer, a framework designed to mitigate both gate and measurement errors in subsets of qubits by tracing the states of qubit subsets throughout the computational process. In order to achieve this goal, we introduce a technique, qubit subsetting Pauli checks (QSPC), which utilizes circuit cutting and Pauli Check Sandwiching (PCS) to trace the qubit subsets distribution to mitigate errors. The QuTracer framework can be applied to various algorithms including, but not limited to, VQE, QAOA, quantum arithmetic circuits, QPE, and Hamiltonian simulations. In our experiments, we perform both noisy simulations and real device experiments to demonstrate that QuTracer is scalable and significantly outperforms the state-of-the-art approaches.
- Abstract（参考訳）: 量子誤差緩和は、現在のノイズの中規模量子(NISQ)時代に重要な役割を果たす。
短期的に実用的な量子優位性を達成するために進むと、エラー軽減は必須成分として現れる。
傑出した先行研究であるJigsawは、クォービットのサブセットを測定することで、クロストークエラーの測定を効果的に緩和できることを示した。
Jigsawは元の回路の複数のコピーを実行することで動作し、各時間はキュービットのサブセットだけを測定する。
測定部分集合から得られる局所分布はクロストークの減少に悩まされ、グローバル分布の更新に使用される。
提案するQuTracerは,キュービットのサブセットにおけるゲートおよび測定誤差の軽減を目的としたフレームワークで,計算過程を通じてキュービットのサブセットの状態を追跡する。
この目的を達成するために、回路切断とPauli Check Sandwiching(PCS)を利用したqubit subsetting Pauli checks(QSPC)という手法を導入する。
QuTracerフレームワークは、VQE、QAOA、量子演算回路、QPE、ハミルトンシミュレーションなど、様々なアルゴリズムに適用することができる。
実験では、ノイズの多いシミュレーションと実デバイス実験の両方を行い、QuTracerがスケーラブルであり、最先端のアプローチを著しく上回っていることを示す。
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