論文の概要: Quantum Error Mitigation via Linear-Depth Verifier Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.03245v1
• Date: Tue, 05 Nov 2024 16:44:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-06 14:59:27.137486
• Title: Quantum Error Mitigation via Linear-Depth Verifier Circuits
• Title（参考訳）: 線形深度検証回路による量子誤差低減
• Authors: Angus Mingare, Anastasia Moroz, Marcell D Kovacs, Andrew G Green,
• Abstract要約: 低次元行列積演算子(MPO)によって正確に表現される量子回路の検証回路を構築する方法を提案する。 回路を2次元の量子ビット配列にトランスパイルすることにより、検証回路が回路自体よりも浅いクロスオーバー点を推定し、量子エラー軽減(QEM)に有用である。 提案手法は、コヒーレントノイズに対処するために量子サブ回路の校正に有用であるが、現在のデバイスに存在する非コヒーレントノイズを補正することができない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.044998333629984864
• License:
• Abstract: Implementing many important sub-circuits on near-term quantum devices remains a challenge due to the high levels of noise and the prohibitive depth on standard nearest-neighbour topologies. Overcoming these barriers will likely require quantum error mitigation (QEM) strategies. This work introduces the notion of efficient, high-fidelity verifier circuit architectures that we propose for use in such a QEM scheme. We provide a method for constructing verifier circuits for any quantum circuit that is accurately represented by a low-dimensional matrix product operator (MPO). We demonstrate our method by constructing explicit verifier circuits for multi-controlled single unitary gates as well as the quantum Fourier transform (QFT). By transpiling the circuits to a 2D array of qubits, we estimate the crossover point where the verifier circuit is shallower than the circuit itself, and hence useful for QEM. We propose a method of in situ QEM using the verifier circuit architecture. We conclude that our approach may be useful for calibrating quantum sub-circuits to counter coherent noise but cannot correct for the incoherent noise present in current devices.
• Abstract（参考訳）: 近距離量子デバイスに多くの重要なサブ回路を実装することは、ノイズのレベルが高く、隣り合う標準トポロジーの禁止的な深さのため、依然として課題である。 これらの障壁を克服するには量子エラー軽減(QEM)戦略が必要となる可能性が高い。 そこで本研究では,QEM方式で使用するために提案する,効率的な高忠実性検証回路アーキテクチャを提案する。 低次元行列積演算子(MPO)によって正確に表現される任意の量子回路に対して検証回路を構築する方法を提案する。 本手法は,量子フーリエ変換(QFT)と同様に,複数制御された単一ユニタリゲートに対する明示的な検証回路を構築することで実証する。 回路を2次元の量子ビット配列にトランスパイルすることにより、検証回路が回路自体よりも浅く、QEMに有用なクロスオーバー点を推定する。 検証回路アーキテクチャを用いたその場QEM法を提案する。 提案手法は、コヒーレントノイズに対処するために量子サブ回路の校正に有用であるが、現在のデバイスに存在する非コヒーレントノイズを補正することができない。

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