論文の概要: When Clifford benchmarks are sufficient; estimating application performance with scalable proxy circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.05943v1
• Date: Fri, 07 Mar 2025 21:18:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:47:28.289812
• Title: When Clifford benchmarks are sufficient; estimating application performance with scalable proxy circuits
• Title（参考訳）: Cliffordベンチマークが十分であれば、スケーラブルなプロキシ回路によるアプリケーションパフォーマンスの推定
• Authors: Seth Merkel, Timothy Proctor, Samuele Ferracin, Jordan Hines, Samantha Barron, Luke C. G. Govia, David McKay,
• Abstract要約: 幅広い種類のエラーモデルに対して、これらの懸念は保証されていない。 Pauli twirling によるノイズ調整を許容する誤差モデルに対して、任意のジェネリック回路のダイヤモンドノルムと忠実度は、クリフォードゲートのみからなるプロキシ回路の忠実度によってよく近似されることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The goal of benchmarking is to determine how far the output of a noisy system is from its ideal behavior; this becomes exceedingly difficult for large quantum systems where classical simulations become intractable. A common approach is to turn to circuits comprised of elements of the Clifford group (e.g., CZ, CNOT, $\pi$ and $\pi/2$ gates), which probe quantum behavior but are nevertheless efficient to simulate classically. However, there is some concern that these circuits may overlook error sources that impact the larger Hilbert space. In this manuscript, we show that for a broad class of error models these concerns are unwarranted. In particular, we show that, for error models that admit noise tailoring by Pauli twirling, the diamond norm and fidelity of any generic circuit is well approximated by the fidelities of proxy circuits composed only of Clifford gates. We discuss methods for extracting the fidelities of these Clifford proxy circuits in a manner that is robust to errors in state preparation and measurement and demonstrate these methods in simulation and on IBM Quantum's fleet of deployed heron devices.
• Abstract（参考訳）: ベンチマークの目的は、ノイズの多いシステムの出力がその理想的な振る舞いからどのくらい遠いかを決定することである。 一般的なアプローチは、クリフォード群(例えば、CZ、CNOT、$\pi$、$\pi/2$ gates)の要素からなる回路に切り替えることである。 しかし、これらの回路がより大きなヒルベルト空間に影響を与える誤差源を見落としてしまうのではないかという懸念がある。 本書では,広範囲のエラーモデルに対して,これらの懸念は未警告であることを示す。 特に、Pauli twirling によるノイズ調整を考慮した誤差モデルでは、任意のジェネリック回路のダイヤモンドノルムと忠実度は、クリフォードゲートのみからなるプロキシ回路の忠実度によってよく近似されていることを示す。 本稿では,これらCliffordプロキシ回路の精度を,状態準備および測定における誤差に頑健な方法で抽出する方法について論じ,シミュレーションおよびIBM Quantumの展開したheronデバイス群上でこれらの手法を実証する。

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