論文の概要: On the use of calibration data in error-aware compilation techniques for NISQ devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.21462v1
- Date: Wed, 31 Jul 2024 09:20:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-01 12:47:12.339467
- Title: On the use of calibration data in error-aware compilation techniques for NISQ devices
- Title（参考訳）: NISQデバイスにおける誤り認識コンパイル手法における校正データの利用について
- Authors: Handy Kurniawan, Laura Rodríguez-Soriano, Daniele Cuomo, Carmen G. Almudever, Francisco García Herrero,
- Abstract要約: いくつかのコンパイル技術と量子プロセッサを用いて、キャリブレーションデータの異なる使用法が回路の忠実度に与える影響について検討する。
本実験は,ノイズ認識手法の効果とキャリブレーションデータの利用に関する貴重な知見を得たものである。
- 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: Reliably executing quantum algorithms on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices is challenging, as they are severely constrained and prone to errors. Efficient quantum circuit compilation techniques are therefore crucial for overcoming their limitations and dealing with their high error rates. These techniques consider the quantum hardware restrictions, such as the limited qubit connectivity, and perform some transformations to the original circuit that can be executed on a given quantum processor. Certain compilation methods use error information based on calibration data to further improve the success probability or the fidelity of the circuit to be run. However, it is uncertain to what extent incorporating calibration information in the compilation process can enhance the circuit performance. For instance, considering the most recent error data provided by vendors after calibrating the processor might not be functional enough as quantum systems are subject to drift, making the latest calibration data obsolete within minutes. In this paper, we explore how different usage of calibration data impacts the circuit fidelity, by using several compilation techniques and quantum processors (IBM Perth and Brisbane). To this aim, we implemented a framework that incorporates some of the state-of-the-art noise-aware and non-noise-aware compilation techniques and allows the user to perform fair comparisons under similar processor conditions. Our experiments yield valuable insights into the effects of noise-aware methodologies and the employment of calibration data. The main finding is that pre-processing historical calibration data can improve fidelity when real-time calibration data is not available due to factors such as cloud service latency and waiting queues between compilation and execution on the quantum backend.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイス上で量子アルゴリズムを確実に実行することは困難である。
したがって、量子回路の効率的なコンパイル技術は、それらの制限を克服し、高いエラー率を扱うために重要である。
これらの技術は、量子ビット接続の制限のような量子ハードウェアの制約を考慮し、与えられた量子プロセッサ上で実行できる元の回路への変換を行う。
あるコンパイル方法は、キャリブレーションデータに基づくエラー情報を使用して、実行する回路の成功確率や忠実度をさらに向上する。
しかし、コンパイルプロセスに校正情報を組み込むことで回路性能が向上するかは不透明である。
例えば、プロセッサのキャリブレーション後にベンダーが提供した最新のエラーデータを考えると、量子システムがドリフトの対象となり、最新のキャリブレーションデータが数分で時代遅れになるため、十分に機能しない可能性がある。
本稿では、複数のコンパイル技術と量子プロセッサ(IBM Perth と Brisbane)を用いて、キャリブレーションデータの異なる使用法が回路忠実性に与える影響について検討する。
そこで本研究では,最先端のノイズ認識と非ノイズ認識のコンパイル技術を組み込んだフレームワークを実装し,類似のプロセッサ条件下での公正な比較を可能にする。
本実験は,ノイズ認識手法の効果とキャリブレーションデータの利用に関する貴重な知見を得たものである。
主な発見は、履歴キャリブレーションデータを前処理することで、クラウドサービスのレイテンシや、量子バックエンド上でのコンパイルと実行の待ち待ち待ちといった要因により、リアルタイムキャリブレーションデータが利用できない場合、忠実性を改善することができることである。
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