論文の概要: Error Crafting in Mixed Quantum Gate Synthesis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15565v2
• Date: Wed, 15 Jan 2025 06:52:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-16 15:50:10.474399
• Title: Error Crafting in Mixed Quantum Gate Synthesis
• Title（参考訳）: 混合量子ゲート合成におけるエラー加工
• Authors: Nobuyuki Yoshioka, Seiseki Akibue, Hayata Morisaki, Kento Tsubouchi, Yasunari Suzuki,
• Abstract要約: 任意の単一量子ユニタリの残差をパウリとし、誤差を非分極化する。 特にパウリ回転ゲートの場合、工法により残留誤差を立方次まで抑えることができる。 我々の研究は、エラー対策を編成する量子回路設計とアーキテクチャの新たな道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.16777183511743468
• License:
• Abstract: In fault-tolerant quantum computing, errors in unitary gate synthesis is comparable with noise inherent in the gates themselves. While mixed synthesis can suppress such coherent errors quadratically, there is no clear understanding on its remnant error, which hinders us from designing a holistic and practical error countermeasure. In this work, we propose that the classical characterizability of synthesis error can be exploited; remnant errors can be crafted to satisfy desirable properties. We prove that we can craft the remnant error of arbitrary single-qubit unitaries to be Pauli and depolarizing errors, while the conventional twirling cannot be applied in general. For Pauli rotation gates, in particular, the crafting enables us to suppress the remnant error up to cubic order, which results in synthesis with a T-count of $\log_2(1/\varepsilon)$ up to accuracy of $\varepsilon=10^{-9}$. Our work opens a novel avenue in quantum circuit design and architecture that orchestrates error countermeasures.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピューティングにおいて、ユニタリゲート合成における誤差は、ゲート自体に固有のノイズに匹敵する。 混合合成は、このようなコヒーレントな誤りを2次的に抑制することができるが、その残差についての明確な理解は得られず、総体的かつ実用的なエラー対策の設計を妨げている。 本研究では, 合成誤差の古典的特徴付け性を活用でき, 残留誤差は望ましい特性を満たすために実現可能であることを提案する。 我々は、任意の単一量子ユニタリの残差誤差をパウリとし、誤差を非分極化できることを示したが、従来のツイリングは一般には適用できない。 特に、パウリ回転ゲートの場合、この工法は残差誤差を立方次数まで抑えることができ、結果としてT数$\log_2(1/\varepsilon)$を$\varepsilon=10^{-9}$に合成する。 我々の研究は、エラー対策を編成する量子回路設計とアーキテクチャの新たな道を開く。

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