論文の概要: Efficient simulation of Clifford circuits with small Markovian errors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15128v1
• Date: Mon, 21 Apr 2025 14:23:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-29 14:55:49.649121
• Title: Efficient simulation of Clifford circuits with small Markovian errors
• Title（参考訳）: マルコフ誤差の小さいクリフォード回路の効率的なシミュレーション
• Authors: Ashe Miller, Corey Ostrove, Jordan Hines, Robin Blume-Kohout, Kevin Young, Timothy Proctor,
• Abstract要約: 我々は,任意の小さな誤差(コヒーレントエラーを含む)を持つクリフォード回路の近似シミュレーションを,スパース$n$-qubit Lindbladiansで記述できる効率的なアルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムを用いて,100万以上のゲートを含む深部ランダム225量子ビット回路において,距離3,5,7,9,11回転曲面符号のシンドローム抽出回路に対するコヒーレント誤差の影響を調べた。
• 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: Classical simulation of noisy quantum circuits is essential for understanding quantum computing experiments. It enables scalable error characterization, analysis of how noise impacts quantum algorithms, and optimized implementations of quantum error correction. However, most existing efficient simulation techniques can only simulate the effects of stochastic (incoherent) noise. The lack of efficient ways to simulate coherent errors, which are common and significant in contemporary quantum computing systems, has frustrated research. We remedy this gap by introducing an efficient algorithm for approximate simulation of Clifford circuits with arbitrary small errors (including coherent errors) that can be described by sparse $n$-qubit Lindbladians. We use this algorithm to study the impact of coherent errors on syndrome extract circuits for distance-3, 5, 7, 9, and 11 rotated surface codes, and on deep random 225-qubit circuits containing over a million gates.
• Abstract（参考訳）: ノイズ量子回路の古典的なシミュレーションは、量子コンピューティング実験を理解するのに不可欠である。 スケーラブルなエラーのキャラクタリゼーション、ノイズが量子アルゴリズムに与える影響の分析、量子エラー補正の最適化実装を可能にする。 しかし、既存のほとんどの効率的なシミュレーション技術は、確率的(不整合性)ノイズの効果をシミュレートすることしかできない。 現代の量子コンピューティングシステムで一般的で重要なコヒーレントエラーをシミュレートする効率的な方法の欠如は、フラストレーションのある研究である。 我々はこのギャップを,スパース$n$-qubit Lindbladiansで記述可能な任意の小さな誤差(コヒーレントエラーを含む)を持つクリフォード回路の近似シミュレーションのための効率的なアルゴリズムを導入することで解決する。 このアルゴリズムを用いて,100万以上のゲートを含む深部ランダム225量子ビット回路において,距離3,5,7,9,11回転曲面符号のシンドローム抽出回路に対するコヒーレント誤差の影響を調べた。

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