論文の概要: Demonstrating quantum error mitigation on logical qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.09079v1
• Date: Wed, 15 Jan 2025 19:00:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-17 15:10:00.190220
• Title: Demonstrating quantum error mitigation on logical qubits
• Title（参考訳）: 論理量子ビット上の量子誤差緩和の実証
• Authors: Aosai Zhang, Haipeng Xie, Yu Gao, Jia-Nan Yang, Zehang Bao, Zitian Zhu, Jiachen Chen, Ning Wang, Chuanyu Zhang, Jiarun Zhong, Shibo Xu, Ke Wang, Yaozu Wu, Feitong Jin, Xuhao Zhu, Yiren Zou, Ziqi Tan, Zhengyi Cui, Fanhao Shen, Tingting Li, Yihang Han, Yiyang He, Gongyu Liu, Jiayuan Shen, Han Wang, Yanzhe Wang, Hang Dong, Jinfeng Deng, Hekang Li, Zhen Wang, Chao Song, Qiujiang Guo, Pengfei Zhang, Ying Li, H. Wang,
• Abstract要約: 量子コンピューティングにおける長年の課題は、量子ビットの避けられないノイズを克服する技術を開発することである。 本稿では,実効的な量子誤り軽減手法であるゼロノイズ外挿法(ゼロノイズ外挿法)の応用を実験的に提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.42082909094174
• License:
• Abstract: A long-standing challenge in quantum computing is developing technologies to overcome the inevitable noise in qubits. To enable meaningful applications in the early stages of fault-tolerant quantum computing, devising methods to suppress post-correction logical failures is becoming increasingly crucial. In this work, we propose and experimentally demonstrate the application of zero-noise extrapolation, a practical quantum error mitigation technique, to error correction circuits on state-of-the-art superconducting processors. By amplifying the noise on physical qubits, the circuits yield outcomes that exhibit a predictable dependence on noise strength, following a polynomial function determined by the code distance. This property enables the effective application of polynomial extrapolation to mitigate logical errors. Our experiments demonstrate a universal reduction in logical errors across various quantum circuits, including fault-tolerant circuits of repetition and surface codes. We observe a favorable performance in multi-round error correction circuits, indicating that this method remains effective when the circuit depth increases. These results advance the frontier of quantum error suppression technologies, opening a practical way to achieve reliable quantum computing in the early fault-tolerant era.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングにおける長年の課題は、量子ビットの避けられないノイズを克服する技術を開発することである。 フォールトトレラント量子コンピューティングの初期段階において有意義な応用を実現するために、訂正後の論理的失敗を抑制する方法の開発がますます重要になっている。 本研究では,ゼロノイズ外挿(ゼロノイズ外挿法)を最先端超伝導プロセッサの誤差補正回路に適用し,実験的に実証する。 物理量子ビット上のノイズを増幅することにより、回路は、符号距離によって決定される多項式関数に従って、ノイズ強度に予測可能な依存を示す結果を得る。 この性質は、論理的誤りを軽減するために多項式外挿の効果的な応用を可能にする。 本実験は,繰り返しおよび表面符号のフォールトトレラント回路を含む,様々な量子回路における論理誤差の普遍的低減を実証する。 複数ラウンドの誤差補正回路において,回路深度が大きくなると,この手法が有効であることを示す。 これらの結果は量子エラー抑制技術のフロンティアを前進させ、早期のフォールトトレラント時代に信頼性の高い量子コンピューティングを実現するための実践的な方法を開く。

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