論文の概要: Fictitious Copy Quantum Error Mitigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09302v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 07:36:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 15:25:24.126191
• Title: Fictitious Copy Quantum Error Mitigation
• Title（参考訳）: 架空のコピー量子エラー低減
• Authors: Akib Karim, Harish J. Vallury, Muhammad Usman,
• Abstract要約: 本稿では、追加の量子リソースを必要とせずに量子エラーを補正するFCQEM法を提案する。 FCQEMは, 正確な固有状態が準備されていない場合でも, 固有値の復元が可能であることを示す。 FCQEMは、急激なピーク分布上の作用素の固有値を測定するあらゆる問題に適用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8609132348927196
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Errors are arguably the most pressing challenge impeding practical applications of quantum computers, which has instigated vigorous research on the development of quantum error mitigation (QEM) techniques. Existing QEM methods suppress errors with a varying degree of efficacy but importantly demand significant additional quantum and classical computational resources. In this work, we present Fictitious Copy Quantum Error Mitigation (FCQEM) method which corrects quantum errors without requiring any additional quantum resources and purely relies on using classical postprocessing of a joint probability distribution to correct expectation values. The joint probability distribution can be measured ``fictitiously'' by sampling one copy of noisy quantum circuit twice, or classically squaring probabilities from simply one copy. We show that FCQEM can recover eigenvalues even if exact eigenstates are not prepared. Furthermore, our technique can benefit other noise mitigation techniques with no additional quantum resources, which is demonstrated by combining FCQEM with the Quantum Computed Moments (QCM) method. FCQEM can compensate for noise that is pathological to QCM, and QCM allows for FCQEM to recover the ground state energy with a larger variety of trial states. We show that our technique can find the exact ground state energy of molecular and spin models under simulated noise models as well as experiments on a Rigetti 84-qubit superconducting quantum processor. The reported FCQEM method is general purpose for the current generation of quantum devices and is applicable to any problem that measures eigenvalues of operators on sharply peaked distributions.
• Abstract（参考訳）: エラーは量子コンピュータの実践的応用を妨げる最も急進的な課題であり、量子エラー緩和(QEM)技術の開発に関する活発な研究を推し進めている。 既存のQEM法は、様々な有効度でエラーを抑えるが、重要な追加の量子および古典的な計算資源を必要とする。 本研究では、追加の量子リソースを必要とせずに量子エラーを補正し、期待値の補正にジョイント確率分布の古典的後処理を利用するFCQEM(Fictitious Copy Quantum Eitior Mitigation)法を提案する。 結合確率分布は、ノイズの多い量子回路の1つのコピーを2回サンプリングするか、または1つのコピーから古典的に近似可能な確率を1回サンプリングすることで「事実上」測定することができる。 FCQEMは, 正確な固有状態が準備されていない場合でも, 固有値の復元が可能であることを示す。 さらに,本手法は,FCQEMとQCM(Quantum Computed Moments)法を組み合わせることで,追加の量子資源を使わずに,他のノイズ緩和手法の恩恵を受けることができる。 FCQEMはQCMに病理的なノイズを補うことができ、QCMはFCQEMが様々な試行状態で基底状態エネルギーを回復することを可能にする。 シミュレーションノイズモデルにより分子モデルとスピンモデルの正確な基底状態エネルギーと、リゲッティ84量子ビット超伝導量子プロセッサの実験を見いだせることを示す。 報告されたFCQEM法は、現在の量子装置の一般的な目的であり、急激なピーク分布における演算子の固有値を測定するあらゆる問題に適用できる。

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