論文の概要: Learning Encodings by Maximizing State Distinguishability: Variational Quantum Error Correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.11552v1
- Date: Fri, 13 Jun 2025 08:02:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-16 17:50:49.707798
- Title: Learning Encodings by Maximizing State Distinguishability: Variational Quantum Error Correction
- Title（参考訳）: 状態識別可能性の最大化による学習符号化:変分量子誤差補正
- Authors: Nico Meyer, Christopher Mutschler, Andreas Maier, Daniel D. Scherer,
- Abstract要約: 特定の雑音構造に対して誤り訂正符号を調整するための新しい目的関数を提案する。
我々はこの概念を、機械学習の目的として、識別可能性損失関数で定式化する。
この手法は変分量子誤り補正(VarQEC)と呼ばれる変分手法を用いて実装する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.040742001318891
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum error correction is crucial for protecting quantum information against decoherence. Traditional codes like the surface code require substantial overhead, making them impractical for near-term, early fault-tolerant devices. We propose a novel objective function for tailoring error correction codes to specific noise structures by maximizing the distinguishability between quantum states after a noise channel, ensuring efficient recovery operations. We formalize this concept with the distinguishability loss function, serving as a machine learning objective to discover resource-efficient encoding circuits optimized for given noise characteristics. We implement this methodology using variational techniques, termed variational quantum error correction (VarQEC). Our approach yields codes with desirable theoretical and practical properties and outperforms standard codes in various scenarios. We also provide proof-of-concept demonstrations on IBM and IQM hardware devices, highlighting the practical relevance of our procedure.
- Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正は、デコヒーレンスから量子情報を保護するために重要である。
サーフェスコードのような従来のコードは、かなりのオーバーヘッドを必要とするため、短期的、早期のフォールトトレラントデバイスでは実用的ではない。
本稿では,ノイズチャネル後の量子状態の識別性を最大化し,効率的な回復操作を確保することにより,特定のノイズ構造に対する誤り訂正符号を調整するための新たな目的関数を提案する。
我々は、この概念を識別可能性損失関数で定式化し、与えられた雑音特性に最適化されたリソース効率の高い符号化回路を発見する機械学習目的として機能する。
本手法は変分量子誤り補正(VarQEC)と呼ばれる変分手法を用いて実装する。
提案手法は, 理論的, 実用的特性のよいコードを生成し, 様々なシナリオにおいて標準コードより優れる。
また,IBM および IQM ハードウェアデバイス上で概念実証を行い,提案手法の実用的妥当性を強調した。
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