論文の概要: Enhancing quantum noise characterization via extra energy levels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09131v1
- Date: Tue, 10 Jun 2025 18:00:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-13 06:35:01.823742
- Title: Enhancing quantum noise characterization via extra energy levels
- Title（参考訳）: 余剰エネルギー準位による量子ノイズのキャラクタリゼーションの強化
- Authors: Senrui Chen, Akel Hashim, Noah Goss, Alireza Seif, Irfan Siddiqi, Liang Jiang,
- Abstract要約: 量子ビット部分空間におけるSPAMとゲートノイズの両方を特徴付ける際に、余剰エネルギーレベルを用いてゲージのあいまいさを低減する方法を示す。
超伝導量子コンピューティングデバイスにこれらのアイデアを実験的に実装し,ノイズ特性の精度向上を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5512834881538398
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Noise is a major challenge for building practical quantum computing systems. Precise characterization of quantum noise is crucial for developing effective error mitigation and correction schemes. However, state preparation and measurement (SPAM) errors on many current platforms can introduce large ambiguity into conventional noise characterization methods. In this work, we propose a scheme for enhancing quantum noise characterization using additional energy levels. We first develop a comprehensive theory on the identifiability of n-qudit SPAM noise given high-quality single-qudit control, showing the existence of gauge freedoms which can be completely described using subsystem depolarizing maps. We then show how to use these extra energy levels to reduce the gauge ambiguity in characterizing both SPAM and gate noise in the qubit subspace. We experimentally implement these ideas on a superconducting quantum computing device and demonstrate a qutrit-enabled enhancement in noise characterization precision.
- Abstract（参考訳）: ノイズは実用的な量子コンピューティングシステムを構築する上で大きな課題である。
量子ノイズの高精度なキャラクタリゼーションは、効率的な誤差軽減と補正手法の開発に不可欠である。
しかし,現状の多くのプラットフォームにおける状態準備計測(SPAM)誤差は,従来のノイズ評価手法に大きな曖昧さをもたらす可能性がある。
そこで本研究では,エネルギーレベルを付加した量子ノイズ評価手法を提案する。
まず,n-qudit SPAMノイズの高品質単一周波数制御による識別性に関する包括的理論を開発し,サブシステム脱分極写像を用いて完全に記述可能なゲージ自由度の存在を示す。
次に、これらの余剰エネルギーレベルを用いて、量子ビット部分空間におけるSPAMとゲートノイズの両方を特徴づけるゲージのあいまいさを低減する方法を示す。
超伝導量子コンピューティングデバイスにこれらのアイデアを実験的に実装し,ノイズ特性の精度向上を実証する。
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