論文の概要: Implementation and verification of coherent error suppression using randomized compiling for Grover's algorithm on a trapped-ion device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.05344v1
• Date: Fri, 07 Mar 2025 11:37:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-10 12:22:05.520477
• Title: Implementation and verification of coherent error suppression using randomized compiling for Grover's algorithm on a trapped-ion device
• Title（参考訳）: トラップイオンデバイス上でのGroverアルゴリズムのランダム化コンパイルによるコヒーレントエラー抑制の実装と検証
• Authors: Masatoshi Ishii, Hammam Qassim, Tomochika Kurita, Joseph Emerson, Kazunori Maruyama, Hirotaka Oshima, Shintaro Sato,
• Abstract要約: 量子コンピュータにおけるコヒーレントエラーとその緩和効果について検討する。 最大10キュービットと26の2キュービットゲートを含むGroverのアルゴリズム回路を実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In near-term quantum computations that do not employ error correction, noise can proliferate rapidly, corrupting the quantum state and making results unreliable. These errors originate from both decoherence and control imprecision. The latter can manifest as coherent noise that is especially detrimental. Here, we study the impact of coherent errors and their mitigation under standard error-reduction techniques, both theoretically and experimentally on a trapped-ion quantum computer. As a representative case study, we implement a range of Grover's algorithm circuits containing up to 10 qubits and 26 two-qubit gates. We demonstrate the effectiveness of randomized compiling (RC) and algorithm error detection (ED), where the latter is realized via post-selection on ancillary qubits that ideally return to the ground state at the end of each circuit. Our results highlight a synergetic effect: combining RC and ED yields the largest reductions in errors, indicating that these methods can work together to extend the capabilities of near-term quantum devices for moderately deep circuits.
• Abstract（参考訳）: 誤り訂正を使用しない短期量子計算では、ノイズは急速に増殖し、量子状態が劣化し、結果が信頼できない。 これらの誤りは、デコヒーレンスと制御不整合の両方から生じる。 後者は特に有害なコヒーレントノイズとして現れる。 本稿では, コヒーレントエラーとそれらの緩和が, 理論的にも実験的にも, トラップイオン量子コンピュータに与える影響について検討する。 代表的なケーススタディとして,最大10キュービットと262キュービットのゲートを含むGroverのアルゴリズム回路を実装した。 ランダム化コンパイル(RC)とアルゴリズムエラー検出(ED)の有効性を実証し、各回路の終端の基底状態に理想的に復帰する補助量子ビットのポストセレクションにより、後者が実現されることを示す。 その結果, RCとEDを組み合わせることで, 誤差の最大化が達成され, 短期量子デバイスを適度に深層回路に拡張することが可能であることが示唆された。

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