論文の概要: Distributed Quantum Error Mitigation: Global and Local ZNE encodings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.04981v1
• Date: Wed, 04 Feb 2026 19:12:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-06 18:49:08.58269
• Title: Distributed Quantum Error Mitigation: Global and Local ZNE encodings
• Title（参考訳）: 分散量子エラー除去:グローバルおよびローカルZNEエンコーディング
• Authors: Maria Gragera Garces,
• Abstract要約: 分散量子コンピューティングにおけるゼロノイズ補間(ZNE)の挙動について検討する。 ZNEは優れたスケーラビリティを示し、6つの量子処理ユニット(QPU)に対して最大48%の誤差削減を実現する。 これらの知見は、分散量子エラー軽減における基本的なトレードオフを浮き彫りにしている。
• 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 are the primary bottleneck preventing practical quantum computing. This challenge is exacerbated in the distributed quantum computing regime, where quantum networks introduce additional communication-induced noise. While error mitigation techniques such as Zero Noise Extrapolation (ZNE) have proven effective for standalone quantum processors, their behavior in distributed architectures is not yet well understood. We investigate ZNE in this setting by comparing Global optimization (ZNE is applied prior to circuit partitioning), against Local optimization (ZNE is applied independently to each sub-circuit). Partitioning is performed on a monolithic circuit, which is then transformed into a distributed implementation by inserting noisy teleportation-based communication primitives between sub-circuits. We evaluate both approaches across varying numbers of quantum processing units (QPUs) and under heterogeneous local and network noise conditions. Our results demonstrate that Global ZNE exhibits superior scalability, achieving error reductions of up to $48\%$ across six QPUs. Moreover, we observe counterintuitive noise behavior, where increasing the number of QPUs improves mitigation effectiveness despite higher communication overhead. These findings highlight fundamental trade-offs in distributed quantum error mitigation and raise new questions regarding the interplay between circuit structure, partitioning strategies, and network noise.
• Abstract（参考訳）: エラーは、実用的な量子コンピューティングを防ぐ主要なボトルネックである。 この課題は、量子ネットワークが追加の通信誘起ノイズを導入する分散量子コンピューティングシステムにおいて悪化している。 ゼロノイズ外挿法(ZNE)のような誤差軽減技術はスタンドアロンの量子プロセッサに有効であることが証明されているが、分散アーキテクチャにおけるそれらの挙動はまだよく理解されていない。 回路分割前にZNEを適用)と局所最適化(各サブ回路に独立して適用)を比較してZNEについて検討する。 分割処理はモノリシック回路上で行われ、サブ回路間でノイズの多いテレポーテーションベースの通信プリミティブを挿入することにより分散実装に変換される。 異なる数個の量子処理ユニット(QPU)および異種局所およびネットワークノイズ条件下でのアプローチの評価を行った。 以上の結果から,Global ZNEは優れたスケーラビリティを示し,最大4,8 %の誤差削減を実現している。 さらに,QPUの増加による通信オーバーヘッドの増大にもかかわらず,QPUの低減効果が向上する反直感的ノイズ挙動を観察する。 これらの知見は、分散量子エラー軽減における基本的なトレードオフを強調し、回路構造、パーティショニング戦略、ネットワークノイズとの相互作用に関する新たな疑問を提起する。

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