論文の概要: Improving VQE Parameter Quality on Noisy Quantum Processors with Cost-Effective Readout Error Mitigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15072v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 21:14:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.097752
• Title: Improving VQE Parameter Quality on Noisy Quantum Processors with Cost-Effective Readout Error Mitigation
• Title（参考訳）: コスト効果のある読み出し誤差低減によるノイズ量子プロセッサのVQEパラメータ品質の向上
• Authors: Nacer Eddine Belaloui, Abdellah Tounsi, Abdelmouheymen Rabah Khamadja, Hamza Benkadour, Mohamed Messaoud Louamri, Achour Benslama, Mohamed Taha Rouabah,
• Abstract要約: 本研究は,VQE性能に及ぼす誤差緩和戦略の影響について検討する。 小分子系では、古い世代の5量子ビット量子処理ユニット(IBMQ Belem)が、誤差の軽減なしに156量子ビットデバイス(IBM Fez)から得られるものよりも、地上状態のエネルギー推定を桁違いに精度良く行うことを示す。 本研究は,分子シミュレーションにおけるノイズ量子ハードウェアの有用性を拡大する上で,誤差軽減が重要な役割を担っていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The inherent noise in current Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices presents a major obstacle to the accurate implementation of quantum algorithms such as the Variational Quantum Eigensolver (VQE) for quantum chemistry applications. This study examines the impact of error mitigation strategies on VQE performance. We show that, for small molecular systems, an older-generation 5-qubit quantum processing unit (IBMQ Belem), when combined with optimized Twirled Readout Error Extinction (T-REx), achieves ground-state energy estimations an order of magnitude more accurate than those obtained from a more advanced 156-qubit device (IBM Fez) without error mitigation. Our findings demonstrate that T-REx, a computationally inexpensive error mitigation technique, substantially improves VQE accuracy not only in energy estimation, but more importantly in optimizing the variational parameters that characterize the molecular ground state. Consequently, state-vector simulated energies suggest that the accuracy of the optimized variational parameters provides a more reliable benchmark of VQE performance than quantum hardware energy estimates alone. Our results point to the critical role of error mitigation in extending the utility of noisy quantum hardware for molecular simulations.
• Abstract（参考訳）: 現在のノイズ中間スケール量子 (NISQ) デバイスにおける固有ノイズは、量子化学応用のための変分量子固有解法 (VQE) のような量子アルゴリズムの正確な実装において大きな障害となる。 本研究は,VQE性能に及ぼす誤差緩和戦略の影響について検討する。 小型分子系では、古い世代の5量子ビット量子処理ユニット(IBMQ Belem)と最適化されたT-REx(Twirled Readout Error Extinction)を組み合わせると、より高度な156量子ビットデバイス(IBM Fez)から得られたものよりも精度の高い基底状態エネルギー推定が得られることを示す。 提案手法は, エネルギー推定だけでなく, 分子基底状態を特徴付ける変動パラメータの最適化にも有効であることがわかった。 したがって、状態ベクトルシミュレーションエネルギーは、最適化された変動パラメータの精度が、量子ハードウェアエネルギー推定単独よりも信頼性の高いVQE性能のベンチマークを提供することを示唆している。 本研究は,分子シミュレーションにおけるノイズ量子ハードウェアの有用性を拡大する上で,誤差軽減が重要な役割を担っていることを示す。

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