論文の概要: Hardware-efficient quantum annealing with error mitigation via classical shadow

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.22269v1
• Date: Fri, 28 Mar 2025 09:34:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-31 19:09:59.64639
• Title: Hardware-efficient quantum annealing with error mitigation via classical shadow
• Title（参考訳）: 古典的シャドウによる誤差緩和によるハードウェア効率の量子アニール
• Authors: Takaharu Yoshida, Yuta Shingu, Chihaya Shimada, Tetsuro Nikuni, Hideaki Hakoshima, Yuichiro Matsuzaki,
• Abstract要約: 雑音量子デバイスにおけるデコヒーレンスを抑制するために, 局所化仮想浄化法 (LVP) が提案された。 本稿では,LVPを用いたQAにおけるデコヒーレンスエラーを軽減する手法を提案する。 QAのデコヒーレンス誤差を軽減する以前のスキームとは異なり、2キュービットゲートも中間回路の測定も必要ない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum annealing (QA) is an efficient method for finding the ground-state energy of the problem Hamiltonian. However, in practical implementation, the system suffers from decoherence. On the other hand, recently, ``Localized virtual purification" (LVP) was proposed to suppress decoherence in the context of noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. Suppose observables have spatially local support in the lattice. In that case, the requirement for LVP is to calculate the expectation value with a reduced density matrix on a portion of the total system. In this work, we propose a method to mitigate decoherence errors in QA using LVP. The key idea is to use the so-called classical shadow method to construct the reduced density matrix. Thanks to the CS, unlike the previous schemes to mitigate decoherence error for QA, we do not need either two-qubit gates or mid-circuit measurements, which means that our method is hardware-efficient.
• Abstract（参考訳）: 量子アニール(QA)は、ハミルトニアン問題の基底状態エネルギーを見つけるための効率的な方法である。 しかし、実際の実装では、システムはデコヒーレンスに悩まされる。 一方、近年、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスにおけるデコヒーレンスを抑制するために、 ‘Localized virtual purification' (LVP) が提案されている。 可観測物は格子に空間的に局所的な支持を持つと仮定する。 その場合、LVPの要件は、全体のシステムの一部に密度行列を減らした期待値を計算することである。 本稿では,LVPを用いたQAにおけるデコヒーレンスエラーを軽減する手法を提案する。 鍵となる考え方は、還元密度行列を構成するために、いわゆる古典的影法を使うことである。 CSのおかげで、従来のQAのデコヒーレンス誤差軽減手法とは異なり、2量子ゲートまたは中間回路の測定は必要とせず、ハードウェア効率がよい。

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