論文の概要: Limitations to Dynamical Error Suppression and Gate-Error Virtualization from Temporally Correlated Nonclassical Noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.04766v1
- Date: Fri, 5 Jul 2024 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-09 22:36:40.308104
- Title: Limitations to Dynamical Error Suppression and Gate-Error Virtualization from Temporally Correlated Nonclassical Noise
- Title（参考訳）: 時間的相関非古典雑音による動的エラー抑制とゲートエラー仮想化の限界
- Authors: Michiel Burgelman, Nattaphong Wonglakhon, Diego N. Bernal-García, Gerardo A. Paz-Silva, Lorenza Viola,
- Abstract要約: ガウス量子デファスリングノイズの下で, 最小解法可能な単一量子ビットモデルについて検討する。
ディジタル周期制御では、非古典的雑音スペクトルの低周波挙動の穏やかな条件下では、制御履歴がない場合に達成できるものよりも厳密に小さい値でゲート忠実度が飽和することが証明される。
ノイズの相関時間よりも大きな時間スケールでキュービットを高純度に保つことができれば,浴槽は元の統計値にほぼ収束し,安定時間制御性能が回復する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Realistic multi-qubit noise processes often result in error mechanisms that are not captured by the probabilistic, Markovian error models commonly employed in circuit-level analyses of quantum fault-tolerance. By working within an open-quantum system Hamiltonian formulation, we revisit the validity of the notion of a constant gate error in the presence of noise that is both {\em temporally correlated and nonclassical}, and whose impact is mitigated through perfect instantaneous dynamical decoupling subject to finite timing constraints. We study a minimal exactly solvable single-qubit model under Gaussian quantum dephasing noise, showing that the fidelity of a dynamically protected idling gate can depend strongly on its {\em location in the circuit and the history of applied control}, even when the system-side error propagation is fully removed through perfect reset operations. For digital periodic control, we prove that, under mild conditions on the low-frequency behavior of the nonclassical noise spectrum, the gate fidelity saturates at a value that is strictly smaller than the one attainable in the absence of control history; the presence of high-frequency noise peaks is also found as especially harmful, due to the possible onset of control-induced resonance effects. We explicitly relate these features to the evolution of the bath statistics during the computation, which has not been fully accounted for in existing treatments. We find that only if decoupling can keep the qubit highly pure over a timescale larger than the correlation time of the noise, the bath approximately converges to its original statistics and a stable-in-time control performance is recovered. Implications of this costly re-equilibration of the quantum bath statistics for layered quantum fault-tolerant architectures are discussed.
- Abstract（参考訳）: 現実的なマルチキュービットノイズプロセスは、確率論的、マルコフ的誤差モデルが量子フォールトトレランスの回路レベル解析によく用いられるようなエラー機構をもたらす。
オープン量子系ハミルトニアンの定式化の中で作業することにより、時間的相関と非古典的相関の両方を持つノイズの存在下での定ゲート誤差の概念の妥当性を再検討し、その影響は有限タイミング制約を受ける完全な瞬間的動的疎結合によって緩和される。
ガウス量子復号化雑音下では, システム側誤差伝搬が完全リセット操作によって完全に除去された場合でも, 動的に保護されたアイドリングゲートの忠実度は回路内の位置と適用制御履歴に強く依存することを示した。
ディジタル周期制御では,非古典的雑音スペクトルの低周波挙動の緩やかな条件下では,制御履歴がない場合に達成できるものよりも厳密に小さい値でゲート忠実度が飽和し,制御誘起共鳴効果の出現により,高周波雑音ピークの存在も特に有害であることが示された。
これらの特徴は,既存の処理では十分に考慮されていない浴槽統計の進化と明確に関連している。
ノイズの相関時間よりも大きな時間スケールでキュービットを高純度に保つことができれば,浴槽は元の統計値にほぼ収束し,安定時間制御性能が回復する。
層状量子フォールトトレラントアーキテクチャにおける量子バス統計の高コスト再平衡の意義について論じる。
関連論文リスト
- Stochastic resetting in discrete-time quantum dynamics: steady states and correlations in few-qubit systems [0.0]
量子コンピュータにおける離散時間リセットダイナミクスの定常特性について検討する。
ポアソニアンリセットに対しては、プロセスの定常状態を計算し、量子ゲートにおける「共鳴」の存在を実証する。
リセット確率が時間とともに十分に急速に消失した場合、システムは定常状態に近づかないことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-15T11:07:25Z) - Error mitigation with stabilized noise in superconducting quantum processors [2.2752198833969315]
我々は,量子ビット-TLS相互作用のチューニングが雑音不安定を低減し,より信頼性の高い誤り軽減性能を実現することを実験的に実証した。
ここで導入された機能は、非自明なスケールのソリッドステートプロセッサ上での量子アプリケーションの探索に不可欠であると期待する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-02T17:47:07Z) - 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) - Dynamical quantum maps for single-qubit gates under universal non-Markovian noise [0.0]
量子デバイスにおけるノイズはユビキタスであり、精度が必要な設定では一般的に有害である。
ここでは、単一実験入力のみを必要とする単一キュービットゲートに対して、コンパクトな顕微鏡誤差モデルを導出する。
ランダム化ベンチマークを用いて測定し,量子プロセストモグラフィーを用いて再構成した平均ゲート誤差の実験的推定は,解析的推定値によって厳しく下界していることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-22T13:24:03Z) - Accurate and Honest Approximation of Correlated Qubit Noise [39.58317527488534]
提案手法は, 量子ビット相関度の高い雑音成分を組み込むことにより, 精度を向上することのできる, 近似雑音チャネルの効率的な構成法である。
固定周波数超伝導量子ビットに典型的な現実的な雑音強度では、2量子ビット相関を超える相関ノイズがコードシミュレーションの精度に大きく影響することを発見した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-15T19:00:34Z) - Exponentially tighter bounds on limitations of quantum error mitigation [2.936007114555107]
短期量子コンピューティングにおいて、望ましくない、避けられない誤りに対処する手段として、量子エラー軽減法が提案されている。
本研究では,より大きなシステムサイズに対して,量子ノイズを効果的に排除できる程度に強い制約を課す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-20T18:12:42Z) - Error Mitigation-Aided Optimization of Parameterized Quantum Circuits:
Convergence Analysis [42.275148861039895]
変分量子アルゴリズム(VQA)は、ノイズプロセッサを介して量子アドバンテージを得るための最も有望な経路を提供する。
不完全性とデコヒーレンスによるゲートノイズは、バイアスを導入して勾配推定に影響を与える。
QEM(Quantum error mitigation)技術は、キュービット数の増加を必要とせずに、推定バイアスを低減することができる。
QEMは必要な反復回数を減らすことができるが、量子ノイズレベルが十分に小さい限りである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-23T10:48:04Z) - Suppressing Amplitude Damping in Trapped Ions: Discrete Weak
Measurements for a Non-unitary Probabilistic Noise Filter [62.997667081978825]
この劣化を逆転させるために、低オーバーヘッドプロトコルを導入します。
振幅減衰雑音に対する非単位確率フィルタの実装のための2つのトラップイオンスキームを提案する。
このフィルタは、単一コピー準蒸留のためのプロトコルとして理解することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:18:41Z) - Error-Mitigated Quantum Metrology via Virtual Purification [0.0]
本稿では,未知のゆらぎ雑音を除去できる誤差緩和量子メトロジーを提案する。
提案プロトコルは,時間的不均一なバイアス誘導ノイズを伴って,系統的誤りを軽減し,超古典的スケーリングを現実的に回復することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-03T11:07:50Z) - Crosstalk Suppression for Fault-tolerant Quantum Error Correction with
Trapped Ions [62.997667081978825]
本稿では、電波トラップで閉じ込められた1本のイオン列をベースとした量子計算アーキテクチャにおけるクロストーク誤差の研究を行い、個別に調整されたレーザービームで操作する。
この種の誤差は、理想的には、異なるアクティブな量子ビットのセットで処理される単一量子ゲートと2量子ビットの量子ゲートが適用されている間は、未修正のままであるオブザーバー量子ビットに影響を及ぼす。
我々は,第1原理からクロストーク誤りを微視的にモデル化し,コヒーレント対非コヒーレントなエラーモデリングの重要性を示す詳細な研究を行い,ゲートレベルでクロストークを積極的に抑制するための戦略について議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T14:20:40Z) - Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system
under dissipation [58.720142291102135]
我々は, 減散を伴うリウヴィル・ヴォン方程式(Liouville-von equation)と呼ばれる数値的正確かつ非摂動的手法を用いて, 駆動量子ビットについて検討した。
我々は、駆動された量子ビットの定常状態を予測する上で、リンドブラッド方程式の妥当性の規則をマップするために実験で用いられる計量を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-11T22:45:57Z)
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。