論文の概要: Symmetric Clifford twirling for cost-optimal quantum error mitigation in early FTQC regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07720v1
• Date: Mon, 13 May 2024 13:14:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-14 13:45:23.803522
• Title: Symmetric Clifford twirling for cost-optimal quantum error mitigation in early FTQC regime
• Title（参考訳）: FTQC初期におけるコスト-最適量子誤差緩和のための対称クリフォードツイリング
• Authors: Kento Tsubouchi, Yosuke Mitsuhashi, Kunal Sharma, Nobuyuki Yoshioka,
• Abstract要約: 量子ゲートに影響を及ぼすノイズのツイリングは、エラーの理解と制御に不可欠である。 対称クリフォード・ツワイリング(英: symmetric Clifford twirling)は、あるパウリ部分群と可換な対称クリフォード作用素のみを利用するツワイリングである。 本研究では,大域ホワイトノイズに近い指数関数的にパウリノイズをスクランブルすることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Twirling noise affecting quantum gates is essential in understanding and controlling errors, but applicable operations to noise are usually restricted by symmetries inherent in quantum gates. In this Letter, we propose symmetric Clifford twirling, a Clifford twirling utilizing only symmetric Clifford operators that commute with certain Pauli subgroups. We fully characterize how each Pauli noise is converted through the twirling and show that certain Pauli noise can be scrambled to a noise exponentially close to the global white noise. We further demonstrate that the effective noise of some highly structured circuits, such as Trotterized Hamiltonian simulation circuits, is scrambled to global white noise, and even a single use of CNOT gate can significantly accelerate the scrambling. These findings enable us to mitigate errors in non-Clifford operations with minimal sampling overhead in the early stages of fault-tolerant quantum computing, where executing non-Clifford operations is expected to be significantly more challenging than Clifford operations. Furthermore, they offer new insights into various fields of physics where randomness and symmetry play crucial roles.
• Abstract（参考訳）: 量子ゲートに影響を与えるツイリングノイズは、誤りの理解と制御に不可欠であるが、ノイズに対する適用可能な操作は通常、量子ゲート固有の対称性によって制限される。 このレターでは、あるパウリ部分群と可換な対称クリフォード作用素のみを利用するクリフォードツワイリングである対称クリフォードツワイリングを提案する。 我々は、それぞれのパウリノイズがツイリングを通してどのように変換されるかを完全に特徴付け、あるパウリノイズが、グローバルなホワイトノイズに指数関数的に近いノイズにスクランブル可能であることを示す。 さらに,Trotterized Hamiltonian シミュレーション回路などの高構造回路の有効ノイズが大域ホワイトノイズにスクランブルされ,CNOT ゲートの単一使用さえもスクランブルを著しく加速することを示した。 これらの結果から,フォールトトレラント量子コンピューティングの初期段階において,非クリフォード演算の誤差を最小限のサンプリングオーバーヘッドで軽減することが可能となり,非クリフォード演算の実行はクリフォード演算よりもはるかに困難であることが期待される。 さらに、ランダム性や対称性が重要な役割を果たす物理学の様々な分野に対する新たな洞察を提供する。

関連論文リスト

• Lindblad-like quantum tomography for non-Markovian quantum dynamical maps [46.350147604946095]
  本稿では,Lindblad-like quantum tomography (L$ell$QT) を量子情報プロセッサにおける時間相関ノイズの量子的特徴付け手法として紹介する。 単一量子ビットの強調力学について、L$ell$QT を詳細に論じ、量子進化の複数のスナップショットを可能性関数に含めることの重要性を正確に理解することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-28T19:29:12Z)
• Theory of quantum error mitigation for non-Clifford gates [0.0]
  量子誤差緩和技術は、複数の関連する雑音回路を実行することで、ノイズのない量子回路を模倣する。 そのような技法がいかにうまく機能するかは、根底にある門がいかにうるさいかに強く依存していると考えられている。 本稿では,これらの手法を非クリフォードゲートに一般化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-27T17:36:35Z)
• Pseudo Twirling Mitigation of Coherent Errors in non-Clifford Gates [0.0]
  一般ゲートや回路におけるコヒーレントエラーに対処する手法として, Pseudo Twirling を紹介し, 解析し, 実験的に実証する。 我々は、擬似ツイリングとアダプティブKIKと呼ばれる量子誤差緩和法を組み合わせることで、非クリフォードゲートにおけるノイズとコヒーレントエラーを同時に緩和できることを実験的に示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-17T08:14:59Z)
• Simulating quantum circuit expectation values by Clifford perturbation theory [0.0]
  クリフォードゲートと非クリフォードパウリ回転からなる回路の期待値問題を考える。 ハイゼンベルク図形の指数関数的に増大するパウリ項の和の切り離しに基づく摂動的アプローチを導入する。 その結果、この体系的に即効性のある摂動法は、大きな近クリフォード回路の期待値を近似する正確な方法の代替となる可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-07T21:42:10Z)
• Quantum Noise as a Symmetry-Breaking Field [0.8504685056067142]
  観測されたランダム量子回路における測定誘起量子相転移に対する量子ノイズの影響について検討する。 ランダムなクリフォード回路の効率的なシミュレーションにより、遷移はクロスオーバーへと拡張される。 古典的な統計力学問題への写像は、ランダム回路位相図の主な特徴を考慮に入れている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-29T20:05:09Z)
• Unimon qubit [42.83899285555746]
  超伝導量子ビットは、量子コンピュータを実装する最も有望な候補の1つである。 本稿では,高非線形性,dc電荷雑音に対する完全な感度,フラックス雑音に対する感度,共振器内の1つのジョセフソン接合のみからなる単純な構造を結合した超伝導量子ビット型ユニモンについて紹介し,実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-11T12:57:43Z)
• Learning Noise via Dynamical Decoupling of Entangled Qubits [49.38020717064383]
  絡み合った量子系のノイズは、複数の自由度を含む多体効果のために特徴付けるのが困難である。 2キュービットゲートで発生する雑音を特徴付けるマルチキュービットダイナミックデカップリングシーケンスを開発し,適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-26T20:22:38Z)
• Simulating quench dynamics on a digital quantum computer with data-driven error mitigation [62.997667081978825]
  本稿では、実量子データにおけるノイズの影響を軽減するために用いられる、クリフォードデータ回帰に基づくいくつかの手法の最初の実装の1つを示す。 一般に、クリフォードデータ回帰に基づく手法は、ゼロノイズ外挿法と比較して有利である。 これはこの種の研究でこれまで調査された中で最大のシステムである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-23T16:56:14Z)
• 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)
• Error mitigation with Clifford quantum-circuit data [0.8258451067861933]
  本稿では,ゲート型量子コンピュータに適用可能な,スケーラブルな誤り軽減手法を提案する。 この方法はクリフォードゲートからなる量子回路を介して、トレーニングデータ$X_itextnoisy,X_itextexact$を生成する。 提案手法の性能をクビット数,回路深さ,非クリフォードゲート数と比較した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-20T16:53:43Z)
• Using Quantum Metrological Bounds in Quantum Error Correction: A Simple Proof of the Approximate Eastin-Knill Theorem [77.34726150561087]
  本稿では、量子誤り訂正符号の品質と、論理ゲートの普遍的な集合を達成する能力とを結びつける、近似したイージン・クニル定理の証明を示す。 我々の導出は、一般的な量子気象プロトコルにおける量子フィッシャー情報に強力な境界を用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-24T17:58:10Z)

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。