論文の概要: Experimental Implementation of a Qubit-Efficient Variational Quantum Eigensolver with Analog Error Mitigation on a Superconducting Quantum Processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.06554v1
• Date: Wed, 09 Apr 2025 03:23:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-10 13:05:58.199940
• Title: Experimental Implementation of a Qubit-Efficient Variational Quantum Eigensolver with Analog Error Mitigation on a Superconducting Quantum Processor
• Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサ上でのアナログ誤差低減を用いた量子ビット効率可変量子固有解器の実験的実装
• Authors: Yuwei Ma, Weiting Wang, Xianghao Mu, Weizhou Cai, Ziyue Hua, Xiaoxuan Pan, Dong-Ling Deng, Rebing Wu, Chang-Ling Zou, Lei Wang, Luyan Sun,
• Abstract要約: 超伝導量子プロセッサを用いた量子ビット効率変動量子固有解法(VQE)アルゴリズムの実験的検討を行った。 行列積状態を利用して量子状態表現を圧縮することにより、N + 1-スピン円イジングモデルを横場でシミュレートする。 検証として, 4スピンイジングモデルの基底状態エネルギーを決定するために, 誤差緩和量子ビット効率VQEを適用した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4595435665847827
• License:
• Abstract: We experimentally demonstrate a qubit-efficient variational quantum eigensolver (VQE) algorithm using a superconducting quantum processor, employing minimal quantum resources with only a transmon qubit coupled to a high-coherence photonic qubit. By leveraging matrix product states to compress the quantum state representation, we simulate an N + 1-spin circular Ising model with a transverse field. Furthermore, we develop an analog error mitigation approach through zero-noise extrapolation by introducing a precise noise injection technique for the transmon qubit. As a validation, we apply our error-mitigated qubit-efficient VQE in determining the ground state energies of a 4-spin Ising model. Our results demonstrate the feasibility of performing quantum algorithms with minimal quantum resources while effectively mitigating the impact of noise, offering a promising pathway to bridge the gap between theoretical advances and practical implementations on current noisy intermediate-scale quantum devices.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサを用いた量子ビット効率変動量子固有解法(VQE)アルゴリズムを実験的に実証し,高コヒーレンス光量子ビットに結合したトランモン量子ビットのみを用いた最小の量子資源を用いた。 行列積状態を利用して量子状態表現を圧縮することにより、N + 1-スピン円イジングモデルを横場でシミュレートする。 さらに,トランスモン量子ビットに対して高精度なノイズ注入手法を導入することにより,ゼロノイズ外挿によるアナログ誤差低減手法を開発した。 検証として, 4スピンイジングモデルの基底状態エネルギーを決定するために, 誤差緩和量子ビット効率VQEを適用した。 本研究は,雑音の影響を効果的に緩和しつつ,最小限の量子資源で量子アルゴリズムを実現できることを示すものである。

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