論文の概要: Error Interference in Quantum Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.03255v1
- Date: Tue, 05 Nov 2024 16:53:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-06 14:58:40.406852
- Title: Error Interference in Quantum Simulation
- Title（参考訳）: 量子シミュレーションにおけるエラー干渉
- Authors: Boyang Chen, Jue Xu, Qi Zhao, Xiao Yuan,
- Abstract要約: 本稿では,複数セグメントの時間的アルゴリズム誤差を直接推定する新しい手法を提案する。
我々は、厳密な誤差干渉のための十分かつ必要な条件を特定し、近似誤差干渉の概念を導入する。
我々の研究は、以前のものよりも大幅に改善され、量子シミュレーションにおけるエラー解析のための新たな道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.119306277142051
- License:
- Abstract: Understanding algorithmic error accumulation in quantum simulation is crucial due to its fundamental significance and practical applications in simulating quantum many-body system dynamics. Conventional theories typically apply the triangle inequality to provide an upper bound for the error. However, these often yield overly conservative and inaccurate estimates as they neglect error interference -- a phenomenon where errors in different segments can destructively interfere. Here, we introduce a novel method that directly estimates the long-time algorithmic errors with multiple segments, thereby establishing a comprehensive framework for characterizing algorithmic error interference. We identify the sufficient and necessary condition for strict error interference and introduce the concept of approximate error interference, which is more broadly applicable to scenarios such as power-law interaction models, the Fermi-Hubbard model, and higher-order Trotter formulas. Our work demonstrates significant improvements over prior ones and opens new avenues for error analysis in quantum simulation, offering potential advancements in both theoretical algorithm design and experimental implementation of Hamiltonian simulation.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションにおけるアルゴリズムエラーの蓄積を理解することは、その基本的な重要性と量子多体系の力学をシミュレートする実践的応用のために重要である。
従来の理論では、一般的に三角形の不等式を誤差の上限を与えるために適用する。
しかし、これらは過度に保守的で不正確な見積もりをもたらし、エラーの干渉を無視する。
本稿では,複数セグメントでリアルタイムにアルゴリズムエラーを推定する手法を提案する。
我々は、厳密なエラー干渉のための十分かつ必要な条件を特定し、より広範に適用可能な、停電相互作用モデル、Fermi-Hubbardモデル、高階トロッター公式などのシナリオに適用可能な近似誤差干渉の概念を導入する。
本研究は, 量子シミュレーションにおける誤り解析への新たな道を開き, 理論的アルゴリズム設計とハミルトンシミュレーションの実験的実装の両面での潜在的な進歩を提供する。
関連論文リスト
- Bounding the systematic error in quantum error mitigation due to model violation [0.0]
本研究では,エラーモデルの不正確さがエラー軽減に与える影響について,上界を効率的に計算する手法を開発した。
我々のプロトコルは追加の実験を必要とせず、代わりにエラーモデルとエラー学習データの比較に頼っている。
推定上界は、通常、ランダム回路上での誤差軽減の最悪の観測性能に近いことが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-20T16:27:00Z) - Quantum Tunneling: From Theory to Error-Mitigated Quantum Simulation [49.1574468325115]
本研究では,量子トンネルシミュレーションの理論的背景とハードウェア対応回路の実装について述べる。
我々は、ハードウェアのアンダーユース化問題を解決するために、ZNEとREM(エラー軽減技術)と量子チップのマルチプログラミングを使用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-10T14:27:07Z) - Optimization of Algorithmic Errors in Analog Quantum Simulations [0.0]
本稿では,実世界のデバイス制約による近似時間進化シミュレーションから生じる誤差と,実世界のデバイス制約による誤差の相互関係について検討する。
誤差はアイジング・ハミルトンによって記述されたアナログ量子デバイス上のハイゼンベルク型システムで研究される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-04T18:01:04Z) - Limitations of probabilistic error cancellation for open dynamics beyond
sampling overhead [1.1864834557465163]
確率的誤差キャンセルのような手法は、進化を有限時間ステップに離散化し、各時間ステップの後に緩和層を適用することに依存する。
これは、たとえエラー軽減が理想的に実装されたとしても、シミュレーション結果にトロッターのようなエラーを引き起こす可能性がある。
シミュレーション対象のユニタリ部,デバイスノイズ部,オープンダイナミックスのノイズ部との交換関係によって決定されることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-02T21:45:06Z) - Measuring NISQ Gate-Based Qubit Stability Using a 1+1 Field Theory and
Cycle Benchmarking [50.8020641352841]
量子ハードウェアプラットフォーム上でのコヒーレントエラーを, サンプルユーザアプリケーションとして, 横フィールドIsing Model Hamiltonianを用いて検討した。
プロセッサ上の物理位置の異なる量子ビット群に対する、日中および日中キュービット校正ドリフトと量子回路配置の影響を同定する。
また,これらの測定値が,これらの種類の誤差をよりよく理解し,量子計算の正確性を評価するための取り組みを改善する方法についても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-08T23:12:55Z) - Numerical Simulations of Noisy Quantum Circuits for Computational
Chemistry [51.827942608832025]
短期量子コンピュータは、小さな分子の基底状態特性を計算することができる。
計算アンサッツの構造と装置ノイズによる誤差が計算にどのように影響するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-31T16:33:10Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z) - First-Order Trotter Error from a Second-Order Perspective [0.0]
量子力学を古典コンピュータの範囲を超えてシミュレーションすることは、量子コンピュータの主要な応用の1つである。
これらのアルゴリズムの近似誤差は、実験に特に関係する最も基本的な場合においても、よく理解されていない。
最近の研究では、予想外のスケーリングを伴う異常に低い近似誤差が報告されており、これはアルゴリズムの異なるステップからの誤差間の量子干渉に起因する。
提案手法は,先行研究の技術的問題点を伴わずに最先端の誤差境界を一般化し,基礎となる量子回路から全体の誤差がどのように生じるのかを解明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-16T17:53:44Z) - 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) - Relaxing the Constraints on Predictive Coding Models [62.997667081978825]
予測符号化(英: Predictive coding)は、脳が行う主計算が予測誤差の最小化であるとする皮質機能の影響力のある理論である。
アルゴリズムの標準的な実装は、同じ前方と後方の重み、後方の非線形微分、1-1エラーユニット接続といった、潜在的に神経的に予測できない特徴を含んでいる。
本稿では,これらの特徴はアルゴリズムに不可欠なものではなく,Hebbianの更新ルールを用いてパラメータセットを直接あるいは学習することで,学習性能に悪影響を及ぼすことなく除去可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-02T15:21:37Z) - Suppressing Coherent Gauge Drift in Quantum Simulations [0.0]
ゲージ理論では、大きな種類の誤差はゲージ対称性に反し、したがってシミュレーションで生じる非物理的過程をもたらす可能性がある。
非アベリアゲージ理論に適用可能な手法として,擬似ランダムゲージ変換の繰り返し適用によるコヒーレントゲージドリフト誤差を抑制する手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-26T13:12:27Z)
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。