論文の概要: Simulating general noise nearly as cheaply as Pauli noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07304v1
• Date: Mon, 08 Dec 2025 08:46:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.790339
• Title: Simulating general noise nearly as cheaply as Pauli noise
• Title（参考訳）: パウリノイズと同じくらい安価に一般音をシミュレートする
• Authors: Mark Myers, Mariesa H. Teo, Rajesh Mishra, Jing Hao Chai, Hui Khoon Ng,
• Abstract要約: 安定化器の定式化において, 一般雑音が妥当な時間でどのようにシミュレートできるかを示す。 我々の研究は、実際のデバイスノイズの存在下での回路性能の詳細な理解を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13980986259786224
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Stabilizer simulation of Clifford quantum circuits - error-correction circuits, Clifford subroutines, etc. - on classical computers has played a central role in our understanding of circuit performance. The stabilizer description, however, restricts the accessible noise one can incorporate into the simulation to Pauli-type noise. More general noise, including coherent errors, may have more severe impact on circuit performance than Pauli noise; yet, such general noise have been difficult to access, much less investigate fully, in numerical simulations. Here, through the use of stratified importance sampling, we show how general noise can be simulated within the stabilizer formalism in reasonable time, with non-unitary noise being nearly as cheap as Pauli noise. Unitary (or coherent) noise can require an order of magnitude more time for the simulation, but nevertheless completes in very reasonable times, a drastic improvement over past approaches that typically fail to converge altogether. Our work thus enables detailed beyond-Pauli understanding of circuit performance in the presence of real device noise, which is rarely Pauli in nature. Among other examples, we present direct simulation results for the performance of the popular rotated planar surface codes under circuit-level general noise, previously available only in limited situations and/or through mappings to efficiently simulatable physical models.
• Abstract（参考訳）: クリフォード量子回路の安定化シミュレーション -誤差補正回路、クリフォードサブルーチンなど- 従来のコンピュータでは回路性能の理解において中心的な役割を果たしてきた。 しかし、安定化器の記述は、シミュレーションに組み込むことのできるアクセシビリティノイズをパウリ型ノイズに制限する。 コヒーレントエラーを含むより一般的なノイズは、パウリノイズよりも回路性能に深刻な影響を与える可能性があるが、そのような一般的なノイズはアクセスが困難であり、数値シミュレーションでは十分に調べられていない。 ここでは, 重み付き重み付きサンプリングを用いることにより, パウリノイズとほぼ同等のコストで, 安定型定式化において一般雑音が適切な時間でどのようにシミュレートできるかを示す。 ユニタリノイズ(またはコヒーレントノイズ)はシミュレーションに桁違いの時間を要するが、それでも非常に合理的な時間で完了する。 したがって、本研究は、実際のデバイスノイズの存在下での回路性能の詳細な理解を可能にする。 例えば、回路レベルの一般雑音下での一般的な回転平面面符号の直接シミュレーション結果について、従来は限られた状況でしか利用できなかったり、物理モデルを効率的にシミュレートするためのマッピングを通して行ったりした。

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