論文の概要: Time-adaptive single-shot crosstalk detector on superconducting quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.14225v1
- Date: Thu, 20 Feb 2025 03:39:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-21 14:27:11.918489
- Title: Time-adaptive single-shot crosstalk detector on superconducting quantum computer
- Title（参考訳）: 超伝導量子コンピュータ上の時間適応単発クロストーク検出器
- Authors: Haiyue Kang, Benjamin Harper, Muhammad Usman, Martin Sevior,
- Abstract要約: 量子クロストーク(quantum crosstalk)は、量子プロセッサにおけるノイズやエラーの主な原因である。
クロストークによる摂動を増幅するために、オブザーバ量子ビットと多重量子コヒーレンスを利用する時間適応検出法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5890690947925292
- License:
- Abstract: Quantum crosstalk which stems from unwanted interference of quantum operations with nearby qubits is a major source of noise or errors in a quantum processor. In the context of shared quantum computing, it is challenging to mitigate the crosstalk effect between quantum computations being simultaneously run by multiple users since the exact spatio-temporal gate distributions are not apparent due to privacy concerns. It is therefore important to develop techniques for accurate detection and mitigation of crosstalk to enable high-fidelity quantum computing. Assuming prior knowledge of crosstalk parameters, we propose a time-adaptive detection method leveraging spectator qubits and multiple quantum coherence to amplify crosstalk-induced perturbations. We demonstrate its utility in detecting random sparsely distributed crosstalk within a time window. Our work evaluates its performance in two scenarios: simulation using an artificial noise model with gate-induced crosstalk and always-on idlings channels; and the simulation using noise sampled from an IBM quantum computer parametrised by the reduced HSA error model. The presented results show our method's efficacy hinges on the dominance of single-qubit coherent noise across channels, and the impact of angle mismatching is suppressed as spectator qubits increase. From simulation using real-device noise parameters, our strategy outperforms the previous constant-frequency detection method of Harper et. al. [arXiv: 2402.02753 (2024)] in the detection success rate, achieving an average detection success probability of $0.852\pm 0.022$ (equally scaled noise channels) and $0.933\pm0.024$ (asymmetrically scaled noise channels) from 1 to 7 crosstalk counts.
- Abstract（参考訳）: 量子クロストーク(quantum crosstalk)は、量子プロセッサにおけるノイズやエラーの主な原因である。
共有量子コンピューティングの文脈では、プライバシー上の懸念から正確な時空間ゲート分布が明らかでないため、複数のユーザが同時に実行する量子コンピューティング間のクロストーク効果を緩和することは困難である。
したがって、高忠実性量子コンピューティングを実現するために、クロストークの正確な検出と緩和のための技術を開発することが重要である。
クロストークパラメータの事前知識を仮定し、クロストークによる摂動を増幅するために、オブザーバ量子ビットと多重量子コヒーレンスを利用する時間適応検出法を提案する。
時間ウィンドウ内でランダムに分散したクロストークを検出するのに有効であることを示す。
本研究は, ゲート誘導クロストークと常時オンのアイドリングチャネルを用いた人工雑音モデルを用いたシミュレーションと, 還元HSA誤差モデルによりパラメータ化されたIBM量子コンピュータからサンプリングされたノイズを用いたシミュレーションの2つのシナリオでその性能を評価する。
提案手法の有効性は,チャネル間の単一量子コヒーレントノイズの優位性に左右されることを示すとともに,オブザーバ量子ビットの増加に伴い,アングルミスマッチの影響を抑えることができる。
実デバイスノイズパラメータを用いたシミュレーションから,提案手法は検出成功率においてHarper et al [arXiv: 2402.02753 (2024)] の従来の定周波検出手法よりも優れ,平均検出成功確率は0.852\pm 0.022$ (等スケールノイズチャネル) と0.933\pm0.024$ (非対称スケールノイズチャネル) である。
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