論文の概要: BBGKY hierarchy for quantum error mitigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.21159v2
• Date: Wed, 12 Mar 2025 14:25:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-13 15:34:47.678432
• Title: BBGKY hierarchy for quantum error mitigation
• Title（参考訳）: 量子エラー軽減のためのBBGKY階層
• Authors: Theo Saporiti, Oleg Kaikov, Vasily Sazonov, Mohamed Tamaazousti,
• Abstract要約: 量子エラーの軽減は、現在のNISQデバイスにとって重要である。 実機で発生する量子ノイズの緩和を支援するために,物理の知識を利用する。 エラー軽減のためのZNE法では,BBGKY階層のサブセットを制約として採用している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.2210196243454075
• License:
• Abstract: Mitigation of quantum errors is critical for current NISQ devices. In the current work, we address this task by treating the execution of quantum algorithms as the time evolution of an idealized physical system. We use knowledge of its physics to assist the mitigation of the quantum noise produced on the real device. In particular, the time evolution of the idealized system obeys a corresponding BBGKY hierarchy of equations. This is the basis for the novel error mitigation scheme that we propose. Specifically, we employ a subset of the BBGKY hierarchy as supplementary constraints in the ZNE method for error mitigation. We ensure that the computational cost of the scheme scales polynomially with the system size. We test our method on digital quantum simulations of the lattice Schwinger model under noise levels mimicking realistic quantum hardware. We demonstrate that our scheme systematically improves the error mitigation for the measurements of the particle number and the charge within this system. Relative to ZNE we obtain an average reduction of the error by 18.2% and 52.8% for the respective above observables. We propose further applications of the BBGKY hierarchy for quantum error mitigation.
• Abstract（参考訳）: 量子エラーの軽減は、現在のNISQデバイスにとって重要である。 本研究では,量子アルゴリズムの実行を理想化された物理系の時間進化として扱うことで,この問題に対処する。 実機で発生する量子ノイズの緩和を支援するために,物理の知識を利用する。 特に、理想化された系の時間発展は、方程式の対応するBBGKY階層に従う。 これは、我々が提案する新しいエラー軽減スキームの基礎である。 具体的には、BBGKY階層のサブセットをZNE法による誤り軽減の補足的制約として採用する。 提案方式の計算コストは,システムサイズと多項式的にスケールすることを保証する。 本研究では,現実的な量子ハードウェアを模倣した雑音レベル下での格子シュウィンガーモデルのディジタル量子シミュレーションについて検討する。 本手法は, 粒子数および電荷の測定における誤差低減を系統的に改善することを示した。 ZNEとは対照的に、上記の観測値に対して誤差を平均18.2%、52.8%削減する。 本稿では、BBGKY階層の量子誤り軽減へのさらなる応用を提案する。

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