論文の概要: Reliable high-accuracy error mitigation for utility-scale quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.10997v1
- Date: Thu, 14 Aug 2025 18:02:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-18 14:51:23.637002
- Title: Reliable high-accuracy error mitigation for utility-scale quantum circuits
- Title（参考訳）: 実用規模量子回路における信頼性の高い高精度誤差低減
- Authors: Dorit Aharonov, Ori Alberton, Itai Arad, Yosi Atia, Eyal Bairey, Matan Ben Dov, Asaf Berkovitch, Zvika Brakerski, Itsik Cohen, Eran Fuchs, Omri Golan, Or Golan, Barak D. Gur, Ilya Gurwich, Avieli Haber, Rotem Haber, Dorri Halbertal, Yaron Itkin, Barak A. Katzir, Oded Kenneth, Shlomi Kotler, Roei Levi, Eyal Leviatan, Yotam Y. Lifshitz, Adi Ludmer, Shlomi Matityahu, Ron Aharon Melcer, Adiel Meyer, Omrie Ovdat, Aviad Panahi, Gil Ron, Ittai Rubinstein, Gili Schul, Tali Shnaider, Maor Shutman, Asif Sinay, Tasneem Watad, Assaf Zubida, Netanel H. Lindner,
- Abstract要約: 本稿では,QESEMについて紹介する。QESEMは信頼性が高く,信頼性が高く,キャラクタリゼーションに基づくソフトウェアで,効率よく,偏りのない準確率的誤差軽減を実現する。
未バイアス法に基づく最大ユーティリティスケールエラー軽減実験において,その性能を実証する。
結果は、今日利用可能なデバイス上で量子回路を実行するための正確性と信頼性において、大きな進歩を示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3311230422577696
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Error mitigation is essential for unlocking the full potential of quantum algorithms and accelerating the timeline toward quantum advantage. As quantum hardware progresses to push the boundaries of classical simulation, efficient and robust error mitigation methods are becoming increasingly important for producing accurate and reliable outputs. We introduce QESEM, a reliable, high-accuracy, characterization-based software implementing efficient, unbiased quasi-probabilistic error mitigation. We explain the innovative components underlying the operation of QESEM and demonstrate its capabilities in the largest utility-scale error mitigation experiment based on an unbiased method. This experiment simulates the kicked transverse field Ising model with far-from-Clifford parameters on an IBM Heron device. We further validate QESEM's versatility across arbitrary quantum circuits and devices through high-accuracy error-mitigated molecular VQE circuits executed on IBM Heron and IonQ trapped-ion devices. Compared with multiple variants of the widely used zero-noise extrapolation method, QESEM consistently achieves higher accuracy. These results mark a significant step forward in accuracy and reliability for running quantum circuits on devices available today across diverse algorithmic applications. Finally, we provide projections of QESEM's performance on near-term devices toward quantum advantage.
- Abstract（参考訳）: 誤り軽減は、量子アルゴリズムの全潜在能力を解き明かし、量子優位性に向けたタイムラインを加速するために不可欠である。
量子ハードウェアが古典シミュレーションの境界を押し上げるにつれて、正確で信頼性の高い出力を生成するために、効率的で堅牢なエラー軽減手法がますます重要になりつつある。
本稿では,QESEMについて紹介する。QESEMは信頼性が高く,信頼性が高く,キャラクタリゼーションに基づくソフトウェアで,効率よく,偏りのない準確率的誤差軽減を実現する。
本稿では,QESEMの動作の根底にある革新的なコンポーネントを説明し,その性能を非バイアス法に基づく最大の実用規模エラー軽減実験で実証する。
この実験は、IBM Heronデバイス上でのクリフォードから遠く離れたパラメータを持つキックされた横フィールドIsingモデルをシミュレートする。
さらに、IBM HeronおよびIonQトラップイオンデバイス上で実行される高精度な誤差緩和分子VQE回路を用いて、任意の量子回路およびデバイス間でのQESEMの汎用性を検証する。
広く使われているゼロノイズ外挿法の複数の変種と比較して、QESEMは一貫して高い精度を達成する。
これらの結果は、今日のさまざまなアルゴリズムアプリケーションで利用可能なデバイス上で量子回路を実行するための正確性と信頼性において、大きな進歩を示している。
最後に、QESEMの性能を量子的優位性へ向けて、短期的なデバイス上での予測を行う。
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