論文の概要: Compilation-informed probabilistic quantum error cancellation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.20174v1
• Date: Wed, 27 Aug 2025 18:00:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-29 18:12:01.642211
• Title: Compilation-informed probabilistic quantum error cancellation
• Title（参考訳）: コンパイルインフォームによる確率的量子エラーキャンセル
• Authors: Giancarlo Camilo, Thiago O. Maciel, Allan Tosta, Abdulla Alhajri, Thais de Lima Silva, Daniel Stilck França, Leandro Aolita,
• Abstract要約: 本稿では,回路,QEC符号,およびコンパイラに依存しない論理ゲートノイズに対する量子エラー緩和方式を提案する。 最大回路サイズとQEC符号距離は目標精度とは独立であり、QECのみに基づく戦略とは対照的である。 提案手法は,高精度推定のための量子リソース要件を著しく低減し,高精度非依存オーバーヘッドを伴うフォールトトレラント量子計算への実用的な経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.079863206645103
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The potential of quantum computers to outperform classical ones in practically useful tasks remains challenging in the near term due to scaling limitations and high error rates of current quantum hardware. While quantum error correction (QEC) offers a clear path towards fault tolerance, overcoming the scalability issues will take time. Early applications will likely rely on QEC combined with quantum error mitigation (QEM). We introduce a QEM scheme against both compilation errors and logical-gate noise that is circuit-, QEC code-, and compiler-agnostic. The scheme builds on quasi-probability distribution methods and uses information about the circuit's gates' compilations to attain an unbiased estimation of noiseless expectation values incurring a constant sample-complexity overhead. Moreover, it features maximal circuit size and QEC code-distance both independent of the target precision, in contrast to strategies based on QEC alone. We formulate the mitigation procedure as a linear program, demonstrate its efficacy through numerical simulations, and illustrate it for estimating the Jones polynomials of knots. Our method significantly reduces quantum resource requirements for high-precision estimations, offering a practical route towards fault-tolerant quantum computation with precision-independent overheads.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、現在の量子ハードウェアのスケーリング制限と高いエラー率のために、実用上有用なタスクにおいて古典的コンピュータよりも優れている可能性があるため、近い将来は困難である。 量子エラー訂正(QEC)はフォールトトレランスへの明確な道を提供するが、スケーラビリティの問題に克服するには時間がかかる。 初期のアプリケーションは量子エラー緩和(QEM)と組み合わせてQECに依存する可能性が高い。 本稿では,コンパイルエラーと論理ゲートノイズの両方に対して,回路,QECコード,コンパイラに依存しないQEM方式を提案する。 このスキームは準確率分布法に基づいて構築され、回路のゲートのコンパイルに関する情報を用いて、一定のサンプル・複雑さのオーバーヘッドを生じさせるノイズレス予測値の偏りのない推定値を得る。 さらに、QECのみに基づく戦略とは対照的に、最大回路サイズとQEC符号距離が目標精度から独立している。 線形プログラムとして緩和手順を定式化し、数値シミュレーションによりその効果を実証し、結び目のジョーンズ多項式を推定する方法について説明する。 提案手法は,高精度推定のための量子リソース要件を著しく低減し,高精度非依存オーバーヘッドを伴うフォールトトレラント量子計算への実用的な経路を提供する。

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