論文の概要: Error-mitigated entanglement-assisted quantum process tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.10715v1
- Date: Sat, 15 Feb 2025 08:07:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-18 14:10:22.765625
- Title: Error-mitigated entanglement-assisted quantum process tomography
- Title（参考訳）: 誤差緩和型絡み合い支援量子プロセストモグラフィー
- Authors: Zhihao Wu, Lingling Lao, Chengqi Zhuke, Yantong Liu, Xinfang Zhang, Shichuan Xue, Mingtang Deng, Junjie Wu, Kai Lu,
- Abstract要約: 本稿では,これらの制約に対処するため,誤差緩和型量子プロセストモグラフィー(EM-EAPT)フレームワークを提案する。
本手法は,最大絡み合った状態を利用して,SPAM誤差に対するロバスト性を大幅に向上させる。
この研究は、NISQデバイスのための実用的な量子検証ツールを進歩させ、現実的な雑音条件下での量子プロセスの高忠実性評価を可能にした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.010724957083704
- License:
- Abstract: In the era of noisy intermediate-scale quantum computing, it is of crucial importance to verify quantum processes and extract information. Quantum process tomography is a typical approach, however, both resource-intensive and vulnerable to state preparation and measurement errors. Here, we propose an error-mitigated entanglement-assisted quantum process tomography (EM-EAPT) framework to address these limitations. By leveraging a maximally entangled state to reduce state preparation complexity and integrating error mitigation techniques, our method significantly enhances robustness against SPAM errors. Experimental validation on a superconducting processor demonstrates the efficacy of EM-EAPT for two-qubit and three-qubit quantum processes. Results show more accurate average gate fidelities close to the realistic estimation, achieving 98.1$\pm$ 0.03% for a CNOT gate and 88.1%$\pm$ 0.04% for a cascaded CNOT process after error mitigation, compared to non-mitigated implementations. This work advances practical quantum verification tools for NISQ devices, enabling higher-fidelity characterization of quantum processes under realistic noise conditions.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子コンピューティングの時代においては、量子プロセスの検証と情報の抽出が重要である。
しかし、量子プロセストモグラフィーは、資源集約的かつ状態準備と測定誤差に弱い典型的なアプローチである。
本稿では,これらの制約に対処するため,誤差緩和型量子プロセストモグラフィ(EM-EAPT)フレームワークを提案する。
最大絡み合った状態を利用して、状態準備の複雑さを低減し、エラー軽減技術を統合することにより、SPAMエラーに対する堅牢性を大幅に向上する。
超伝導プロセッサの実験的検証は、2量子および3量子の量子プロセスに対するEM-EAPTの有効性を示す。
その結果、CNOTゲートでは98.1$\pm$0.03%、CNOTプロセスでは88.1%$\pm$0.04%、非緩和実装では88.1%$\pm$0.04%となっている。
この研究は、NISQデバイスのための実用的な量子検証ツールを進歩させ、現実的な雑音条件下での量子プロセスの高忠実性評価を可能にした。
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