論文の概要: Tomography-assisted noisy quantum circuit simulator using matrix product density operators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.07610v1
• Date: Mon, 11 Aug 2025 04:29:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-12 21:23:28.942557
• Title: Tomography-assisted noisy quantum circuit simulator using matrix product density operators
• Title（参考訳）: 行列積密度演算子を用いたトモグラフィ支援ノイズ量子回路シミュレータ
• Authors: Wei-guo Ma, Yun-Hao Shi, Kai Xu, Heng Fan,
• Abstract要約: 量子プロセストモグラフィー(QPT)技術を用いて,実験装置の動作特性を解析し,数値シミュレーションに統合する。 以上の結果から,複雑な雑音環境下での量子アルゴリズムの設計と評価の強化の基礎となる,量子デバイスに対するノイズの影響に関する貴重な知見が得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.02422715851952
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: In recent years, efficient quantum circuit simulations incorporating ideal noise assumptions have relied on tensor network simulators, particularly leveraging the matrix product density operator (MPDO) framework. However, experiments on real noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices often involve complex noise profiles, encompassing uncontrollable elements and instrument-specific effects such as crosstalk. To address these challenges, we employ quantum process tomography (QPT) techniques to directly capture the operational characteristics of the experimental setup and integrate them into numerical simulations using MPDOs. Our QPT-assisted MPDO simulator is then applied to explore a variational approach for generating noisy entangled states, comparing the results with standard noise numerical simulations and demonstrations conducted on the Quafu cloud quantum computation platform. Additionally, we investigate noisy MaxCut problems, as well as the effects of crosstalk and noise truncation. Our results provide valuable insights into the impact of noise on NISQ devices and lay the foundation for enhanced design and assessment of quantum algorithms in complex noise environments.
• Abstract（参考訳）: 近年、理想的なノイズ仮定を取り入れた効率的な量子回路シミュレーションは、特に行列積密度演算子(MPDO)フレームワークを活用するテンソルネットワークシミュレータに依存している。 しかし、実雑音の中間規模量子(NISQ)デバイスに対する実験は、しばしば複雑なノイズプロファイルを伴い、制御不能な要素やクロストークのような楽器特有の効果を含んでいる。 これらの課題に対処するために、我々は量子プロセストモグラフィー(QPT)技術を用いて実験装置の動作特性を直接把握し、MPDOを用いて数値シミュレーションに統合する。 次に、QPT支援MPDOシミュレータを用いて、ノイズの多い絡み合った状態を生成するための変動的なアプローチを探索し、その結果を、Quafuクラウド量子計算プラットフォーム上で実施された標準的なノイズ数値シミュレーションと実演と比較する。 さらに,雑音のMaxCut問題やクロストークやノイズトランケーションの影響についても検討する。 以上の結果から,NISQデバイスにおけるノイズの影響に関する貴重な知見が得られ,複雑な雑音環境における量子アルゴリズムの設計と評価の強化の基礎となった。

関連論文リスト

• Correlating noise floor with magic and entanglement in Pauli product states [37.69303106863453]
  パウリの積公式によって生成されるノイズの多い状態から、量子コンピューティングに特有の資源を回収する能力を示す。 純状態の忠実度は、与えられた計算のノイズフロアを表す。 各種の小型回路に対して,古典的影データを収集することにより,これらの知見を実験的に検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-07T19:24:00Z)
• Approximation Methods for Simulation and Equivalence Checking of Noisy Quantum Circuits [3.2559508547981917]
  現在のNISQ時代には、ノイズ量子回路のシミュレーションと検証が不可欠である。 本稿では,雑音量子回路の等価性をシミュレーションし,評価するための近似アルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-13T13:19:30Z)
• Non-zero noise extrapolation: accurately simulating noisy quantum circuits with tensor networks [0.5062312533373298]
  ノイズ量子回路のテンソルネットワークシミュレーションの精度を大幅に向上させる手法を開発した。 当社の手法は、特に低ノイズ体制に合わせた高ゲート忠実性(High Gate-fidelity)の利点を生んでいる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-22T21:42:24Z)
• Quantum noise modeling through Reinforcement Learning [38.47830254923108]
  本稿では,量子チップに影響を及ぼすノイズを特徴付ける機械学習手法を導入し,シミュレーション中にエミュレートする。 我々のアルゴリズムは強化学習を活用し、様々なノイズモデルを再現する際の柔軟性を向上させる。 実超伝導量子ビット上でのシミュレーションおよび試験によりRLエージェントの有効性が検証された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-02T18:05:21Z)
• Quantum Tunneling: From Theory to Error-Mitigated Quantum Simulation [49.1574468325115]
  本研究では,量子トンネルシミュレーションの理論的背景とハードウェア対応回路の実装について述べる。 我々は、ハードウェアのアンダーユース化問題を解決するために、ZNEとREM(エラー軽減技術)と量子チップのマルチプログラミングを使用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-10T14:27:07Z)
• Optimized noise-assisted simulation of the Lindblad equation with time-dependent coefficients on a noisy quantum processor [0.6990493129893112]
  ノイズは、NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)デバイス上のオープンシステムのデジタル量子シミュレーションにおける資産となる。 最適化されたデコヒーレンス率制御方式を導入し、計算要求を桁違いに削減する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-12T12:48:03Z)
• Accurate and Honest Approximation of Correlated Qubit Noise [39.58317527488534]
  提案手法は, 量子ビット相関度の高い雑音成分を組み込むことにより, 精度を向上することのできる, 近似雑音チャネルの効率的な構成法である。 固定周波数超伝導量子ビットに典型的な現実的な雑音強度では、2量子ビット相関を超える相関ノイズがコードシミュレーションの精度に大きく影響することを発見した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-15T19:00:34Z)
• Pulse-level noisy quantum circuits with QuTiP [53.356579534933765]
  我々はQuTiPの量子情報処理パッケージであるqutip-qipに新しいツールを導入する。 これらのツールはパルスレベルで量子回路をシミュレートし、QuTiPの量子力学解法と制御最適化機能を活用する。 シミュレーションプロセッサ上で量子回路がどのようにコンパイルされ、制御パルスがターゲットハミルトニアンに作用するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-20T17:06:52Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。