論文の概要: Error-Mitigated Multi-Layer Quantum Routing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.14632v1
• Date: Sun, 22 Sep 2024 23:54:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-06 21:45:58.904788
• Title: Error-Mitigated Multi-Layer Quantum Routing
• Title（参考訳）: 誤差緩和型多層量子ルーティング
• Authors: Wenbo Shi, Neel Kanth Kundu, Robert Malaney,
• Abstract要約: 補外CDR(eCDR)と呼ばれる新しい量子誤差緩和法を提案する。 私たちの研究は、既存のメソッドの異なるコンポーネントから構築された新しい緩和メソッドがどのようにして、コアアプリケーションを考慮して設計され、大幅なパフォーマンス向上をもたらすかを強調しています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.054784196020358
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Due to the numerous limitations of current quantum devices, quantum error mitigation methods become potential solutions for realizing practical quantum applications in the near term. Zero-Noise Extrapolation (ZNE) and Clifford Data Regression (CDR) are two promising quantum error mitigation methods. Based on the characteristics of these two methods, we propose a new method named extrapolated CDR (eCDR). To benchmark our method, we embed eCDR into a quantum application, specifically multi-layer quantum routing. Quantum routers direct a quantum signal from one input path to a quantum superposition of multiple output paths and are considered important elements of future quantum networks. Multi-layer quantum routers extend the scalability of quantum networks by allowing for further superposition of paths. We benchmark the performance of multi-layer quantum routers implemented on current superconducting quantum devices instantiated with the ZNE, CDR, and eCDR methods. Our experimental results show that the new eCDR method significantly outperforms ZNE and CDR for the 2-layer quantum router. Our work highlights how new mitigation methods built from different components of pre-existing methods, and designed with a core application in mind, can lead to significant performance enhancements.
• Abstract（参考訳）: 現在の量子デバイスには多くの制限があるため、量子エラー緩和法は近い将来、実用的な量子アプリケーションを実現するための潜在的な解決策となる。 Zero-Noise Extrapolation (ZNE) と Clifford Data Regression (CDR) は、2つの有望な量子エラー軽減手法である。 これら2つの手法の特性に基づいて,外挿型CDR (eCDR) と呼ばれる新しい手法を提案する。 本手法をベンチマークするために、eCDRを量子アプリケーション、特に多層量子ルーティングに組み込む。 量子ルータは、ある入力経路から複数の出力経路の量子重ね合わせへ量子信号を誘導し、将来の量子ネットワークの重要な要素とみなされる。 多層量子ルータは、経路のさらなる重ね合わせを可能にすることにより、量子ネットワークのスケーラビリティを拡張する。 超伝導量子デバイス上に実装された多層量子ルータの性能をZNE, CDR, eCDR法で評価した。 実験の結果,新しいeCDR法は2層量子ルータのZNEとCDRを著しく上回ることがわかった。 私たちの研究は、既存のメソッドの異なるコンポーネントから構築された新しい緩和メソッドがどのようにして、コアアプリケーションを考慮して設計され、大幅なパフォーマンス向上をもたらすかを強調しています。

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