論文の概要: An Accurate and Efficient Analytic Model of Fidelity Under Depolarizing Noise Oriented to Large Scale Quantum System Design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.06693v2
• Date: Mon, 21 Apr 2025 20:02:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-23 19:51:40.250796
• Title: An Accurate and Efficient Analytic Model of Fidelity Under Depolarizing Noise Oriented to Large Scale Quantum System Design
• Title（参考訳）: 大規模量子系設計を指向した脱分極雑音下でのフィディリティの高精度かつ効率的な解析モデル
• Authors: Pau Escofet, Santiago Rodrigo, Artur Garcia-Sáez, Eduard Alarcón, Sergi Abadal, Carmen G. Almudéver,
• Abstract要約: 本稿では,分極雑音下での量子回路の忠実度を予測するための包括的な理論的枠組みを提案する。 デバイスキャリブレーションデータに基づく効率的な忠実度推定アルゴリズムを提案する。 提案するアプローチは、量子ハードウェアをベンチマークするためのスケーラブルで実用的なツールを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.80755313284025
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fidelity is one of the most valuable and commonly used metrics for assessing the performance of quantum circuits on error-prone quantum processors. Several approaches have been proposed to estimate circuit fidelity without executing it on quantum hardware, but they often face limitations in scalability or accuracy. In this work, we present a comprehensive theoretical framework to predict the fidelity of quantum circuits under depolarizing noise. Building on theoretical results, we propose an efficient fidelity estimation algorithm based on device calibration data. The method is thoroughly validated through simulation and execution on real hardware, demonstrating improved accuracy compared to state-of-the-art alternatives, with enhancements in prediction $R^2$ ranging from 4.96\% to 213.54\%.. The proposed approach provides a scalable and practical tool for benchmarking quantum hardware, comparing quantum software techniques such as compilation methods, obtaining computation bounds for quantum systems, and guiding hardware design decisions, making it a critical resource for developing and evaluating quantum computing technologies.
• Abstract（参考訳）: フィデリティ(Fidelity)は、エラーを起こしやすい量子プロセッサ上での量子回路の性能を評価するための最も価値があり、一般的に使用される指標の1つである。 量子ハードウェア上で実行せずに回路の忠実度を推定するいくつかの手法が提案されているが、スケーラビリティや精度の限界に直面していることが多い。 本研究では,分極雑音下での量子回路の忠実度を予測するための包括的な理論的枠組みを提案する。 理論的結果に基づいて,デバイスキャリブレーションデータに基づく効率的な忠実度推定アルゴリズムを提案する。 この手法は実ハードウェア上でのシミュレーションと実行によって徹底的に検証され、最先端の代替品と比較して精度が向上し、予測のR^2$は4.96\%から213.54\%まで改善された。 と。 提案手法は、量子ハードウェアをベンチマークするためのスケーラブルで実用的なツールを提供し、コンパイル方法などの量子ソフトウェア技術を比較し、量子システムに対する計算バウンダリを取得し、ハードウェア設計の決定を導くことにより、量子コンピューティング技術の開発と評価にとって重要なリソースとなる。

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