論文の概要: Over-rotation coherent error in quantum gates subjected to pseudo twirling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.06055v1
• Date: Mon, 8 Jul 2024 15:56:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-09 15:01:13.009015
• Title: Over-rotation coherent error in quantum gates subjected to pseudo twirling
• Title（参考訳）: 擬旋回を受ける量子ゲートにおける過回転コヒーレント誤差
• Authors: Tanmoy Pandit, Raam Uzdin,
• Abstract要約: コヒーレンスエラーは、量子コンピューティングのスケーラビリティにとって重要な課題である。 マルチビット非クリフォードゲートにおけるコヒーレントエラーを処理するための擬似ツイリング(PST)というフレームワークを導入し,実験的に実証した。 誘導過回転は深部回路において大きなコヒーレント誤差をもたらすが,なぜゲートの性能が低下しないのかを説明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum error mitigation schemes (QEM) have greatly enhanced the efficiency of quantum computers, specifically focusing on reducing errors caused by interactions with the environment. Nevertheless, the presence of coherence errors, typically arising from miscalibration and inter-qubit crosstalk, is a significant challenge to the scalability of quantum computing. Such errors are often addressed using a refined Pauli twirling scheme called Randomized Compiling (RC) that converts the coherent errors into incoherent errors that can then be mitigated by conventional QEM. Unfortunately for multi-qubit gates, RC is restricted to Clifford gates such as CNOT and CPHASE. However, it has been demonstrated experimentally that a direct implementation of multi-qubit non-Clifford gates, i.e. without using multi-qubit Clifford gates, has reduced the depth of the circuit by a factor of four and more. Recently, a framework called pseudo-twirling (PST) for treating coherent error in multi-qubit non-Clifford gates has been introduced and experimentally demonstrated. We show analytically that a higher order correction to the existing PST theory yields an over-rotation coherent error generated by the PST protocol itself. This PST effect has no analogue in RC. Although the small induced over-rotation can amount to a significant coherent error in deep circuits, we explain why it does not degrade the performance of the gate.
• Abstract（参考訳）: QEM(Quantum error mitigation scheme)は、量子コンピュータの効率を大幅に向上させ、特に環境との相互作用によるエラーを減らすことに重点を置いている。 それでも、誤校正や量子ビット間クロストークから生じるコヒーレンスエラーの存在は、量子コンピューティングのスケーラビリティにとって大きな課題である。 このようなエラーは、しばしばRandomized Compiling (RC)と呼ばれる改良されたPauli twirlingスキームを用いて対処され、コヒーレントなエラーを非一貫性なエラーに変換し、従来のQEMによって軽減される。 残念なことに、マルチキュービットゲートでは、RCはCNOTやCPHASEのようなクリフォードゲートに制限されている。 しかし、マルチキュービット非クリフォードゲートを直接実装すること、すなわち、マルチキュービットクリフォードゲートを使わずに回路の深さを4倍に下げることが実験的に実証されている。 近年,マルチビット非クリフォードゲートにおけるコヒーレントエラーを処理するための擬似ツイリング(PST)というフレームワークが導入され,実験的に実証されている。 我々は、既存のPST理論に対する高次補正が、PSTプロトコル自体によって生成される過回転コヒーレント誤差をもたらすことを解析的に示す。 このPST効果はRCに類似しない。 誘導過回転は深部回路において大きなコヒーレント誤差をもたらすが,なぜゲートの性能が低下しないのかを説明する。

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