論文の概要: Combining Error Detection and Mitigation: A Hybrid Protocol for Near-Term Quantum Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.01181v1
• Date: Wed, 01 Oct 2025 17:59:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-03 14:32:17.224362
• Title: Combining Error Detection and Mitigation: A Hybrid Protocol for Near-Term Quantum Simulation
• Title（参考訳）: 誤り検出と緩和を併用した近距離量子シミュレーションのためのハイブリッドプロトコル
• Authors: Dawei Zhong, William Munizzi, Huo Chen, Wibe Albert de Jong,
• Abstract要約: Pauli twirling,確率的エラーキャンセル,および$[n, n-2, 2]$の量子エラー検出コードを統合するハイブリッドエラー抑制プロトコルを開発した。 我々は,非クリフォード変分量子ゾルバ回路上でのプロトコルの実証を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8611810770846524
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Practical implementation of quantum error correction is currently limited by near-term quantum hardware. In contrast, quantum error mitigation has demonstrated strong promise for improving the performance of noisy quantum circuits without the requirement of full fault tolerance. In this work, we develop a hybrid error suppression protocol that integrates Pauli twirling, probabilistic error cancellation, and the $[[n, n-2, 2]]$ quantum error detecting code. In addition, to reduce overhead from error mitigation components of our method, we modify Pauli twirling by lowering the number of Pauli operators in the twirling set, and apply probabilistic error cancellation at the end of the encoded circuit to remove undetectable errors. Finally, we demonstrate our protocol on a non-Clifford variational quantum eigensolver circuit that estimates the ground state energy of $\rm H_2$ using both \texttt{qiskit} AerSimulator and the IBM quantum processor \texttt{ibm\_brussels}.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正の実践的な実装は、現在、短期的な量子ハードウェアによって制限されている。 対照的に、量子エラーの緩和は、完全な耐故障性を必要としないノイズの多い量子回路の性能向上を強く約束している。 本研究では,Pauli twirling,確率的エラーキャンセル,および$[[n, n-2, 2]]$量子エラー検出コードを統合するハイブリッドエラー抑制プロトコルを開発する。 さらに,本手法の誤差軽減成分からオーバーヘッドを軽減するため,ツイリングセット内のパウリ演算子数を小さくすることでパウリツイリングを修正し,符号化回路の終端で確率的エラーキャンセルを適用し,検出不能な誤りを除去する。 最後に,AerSimulator と IBM の量子プロセッサ \texttt{ibm\_brussels} の両方を用いて,$\rm H_2$ の基底状態エネルギーを推定する。

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