論文の概要: Robustness of quantum algorithms: Worst-case fidelity bounds and implications for design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08481v1
- Date: Wed, 10 Sep 2025 10:46:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.390821
- Title: Robustness of quantum algorithms: Worst-case fidelity bounds and implications for design
- Title（参考訳）: 量子アルゴリズムのロバスト性: 最悪ケースの忠実性境界と設計への示唆
- Authors: Julian Berberich, Tobias Fellner, Robert L. Kosut, Christian Holm,
- Abstract要約: 我々は,エラーに対する堅牢性を理解し,改善するためのアルゴリズム中心のフレームワークを開発する。
与えられた量子アルゴリズムと誤差モデルに対して、ロバスト性を証明するために明示的に計算できる最悪のケースの忠実度境界を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Errors occurring on noisy hardware pose a key challenge to reliable quantum computing. Existing techniques such as error correction, mitigation, or suppression typically separate the error handling from the algorithm analysis and design. In this paper, we develop an alternative, algorithm-centered framework for understanding and improving the robustness against errors. For a given quantum algorithm and error model, we derive worst-case fidelity bounds which can be explicitly computed to certify the robustness. We consider general error models including coherent and (Markovian) incoherent errors and allowing for set-based error descriptions to address uncertainty or time-dependence in the errors. Our results give rise to guidelines for robust algorithm design and compilation by optimizing our theoretical robustness measure. Numerical results on algorithm analysis and robust optimization demonstrate the practicality of the framework.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多いハードウェアで発生するエラーは、信頼できる量子コンピューティングにとって重要な課題である。
エラー訂正、緩和、抑圧といった既存のテクニックは、一般的にアルゴリズムの分析と設計からエラー処理を分離する。
本稿では,エラーに対するロバスト性を理解し,改善するための,アルゴリズム中心の代替フレームワークを開発する。
与えられた量子アルゴリズムと誤差モデルに対して、ロバスト性を証明するために明示的に計算できる最悪のケースの忠実度境界を導出する。
我々は、コヒーレントおよび(マルコフ的)非コヒーレントエラーを含む一般的なエラーモデルを検討し、セットベースのエラー記述がエラーの不確実性や時間依存性に対処できるようにする。
この結果から,理論的ロバスト性尺度を最適化することにより,ロバストなアルゴリズム設計とコンパイルのガイドラインが導出される。
アルゴリズム解析とロバスト最適化の数値的な結果は,フレームワークの実用性を示している。
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