論文の概要: Orders of magnitude runtime reduction in quantum error mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.22785v1
- Date: Fri, 30 Jan 2026 10:07:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-02 18:28:15.373577
- Title: Orders of magnitude runtime reduction in quantum error mitigation
- Title（参考訳）: 量子エラー緩和における等級ランタイムの次数化
- Authors: Raam Uzdin,
- Abstract要約: 仮想ノイズスケーリングと層状緩和アーキテクチャを組み合わせた緩和フレームワークを提案する。
提案手法は動的回路と互換性があり、誤り検出や量子誤り訂正方式とシームレスに統合できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum error mitigation (QEM) infers noiseless expectation values by combining outcomes from intentionally modified, noisy variants of a target quantum circuit. Unlike quantum error correction, QEM requires no additional hardware resources and is therefore routinely employed in experiments on contemporary quantum processors. A central limitation of QEM is its substantial sampling overhead, which necessitates long execution times where device noise may drift, potentially compromising the reliability of standard mitigation protocols. QEM strategies based on agnostic noise amplification (ANA) are intrinsically resilient to such noise variations, but their sampling cost remains a major practical bottleneck. Here we introduce a mitigation framework that combines virtual noise scaling with a layered mitigation architecture, yielding orders of magnitude reduction in runtime overhead compared to conventional zero-noise extrapolation post-processing. The proposed approach is compatible with dynamic circuits and can be seamlessly integrated with error detection and quantum error correction schemes. In addition, it naturally extends to ANA-based mitigation of mid-circuit measurements and preparation errors. We validate our post-processing approach by applying it to previously reported experimental data, where we observe a substantial improvement in mitigation efficiency and accuracy.
- Abstract（参考訳）: QEM(Quantum error mitigation)は、目的の量子回路の意図的に修正されたノイズのある変種の結果を組み合わせることで、ノイズのない予測値を推定する。
量子エラー補正とは異なり、QEMは追加のハードウェアリソースを必要としないため、現代の量子プロセッサの実験で日常的に使用される。
QEMの中心的な制限は、デバイスノイズがドリフトする可能性のある長時間実行時間を必要とするかなりのサンプリングオーバーヘッドであり、標準緩和プロトコルの信頼性を損なう可能性がある。
不可知雑音増幅(ANA)に基づくQEM戦略は、そのようなノイズ変動に対して本質的に耐性があるが、そのサンプリングコストは依然として大きなボトルネックとなっている。
本稿では、仮想ノイズスケーリングと層状緩和アーキテクチャを組み合わせた緩和フレームワークを導入し、従来のゼロノイズ外挿後処理と比較して実行時のオーバーヘッドを大幅に削減する。
提案手法は動的回路と互換性があり、誤り検出や量子誤り訂正方式とシームレスに統合できる。
さらに、ANAに基づく中間回路測定と準備誤差の緩和にも自然に拡張される。
我々は,従来報告されていた実験データに適用することで,事後処理のアプローチを検証し,緩和効率と精度を大幅に向上させる。
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