論文の概要: Infinite Distance Extrapolation: How error mitigation can enhance quantum error correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.11285v1
• Date: Wed, 11 Mar 2026 20:26:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-13 14:46:25.628912
• Title: Infinite Distance Extrapolation: How error mitigation can enhance quantum error correction
• Title（参考訳）: Infinite Distance Extrapolation: 誤差緩和が量子エラー補正をいかに向上させるか
• Authors: George Umbrarescu, Oscar Higgott, Dan E. Browne,
• Abstract要約: QEM(Quantum error mitigation)とQEC(Quantum error correct)は、2つの研究領域であり、しばしば異なる実体と見なされる。 ゼロノイズ外挿法(ZNE)の誤差緩和手法に基づく2つの交点におけるパラダイムについて検討する。 物理ノイズレベルの低減は、どちらも論理誤差率の低下をもたらすため、符号距離の増大と類似しているという事実を利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7747590318218414
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum error mitigation (QEM) and quantum error correction (QEC) are two research areas that are often considered as distinct entities, and the problem of combining the two approaches in a non-trivial way has only recently started to be explored. In this paper, we explore a paradigm at the intersection of the two, based on the error mitigation technique of Zero-Noise Extrapolation (ZNE), that uses the distance of an error correcting code as a noise parameter. This is distinct from some alternative approaches, as QEC is here used as a subroutine inside the QEM framework, while other proposals use QEM as a subroutine inside QEC experiments. Intuitively, we exploit the fact that a reduction in the physical noise level is analogous to an increase in the code distance, as both of them result in a decrease in the logical error rate. As such, the extrapolation to zero noise in the case of ZNE becomes comparable to the extrapolation to infinite distance in the case of this method. We describe how to calculate expectation values from a fault-tolerant computation, and we gain some analytical intuition for our ansatz choice. We explore the performance of the considered method to reduce the errors in a range of expectation values for a realistic circuit-level noise model and realistic device imperfections on the rotated surface code, and we particularly show that the performance of the method holds even in the case of non-stabiliser input states.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー緩和(QEM)と量子エラー補正(QEC)は、しばしば異なる実体と見なされる2つの研究領域であり、この2つのアプローチを非自明な方法で組み合わせるという問題は、最近研究が始まっている。 本稿では,ZNE(Zero-Noise Extrapolation)の誤差緩和手法に基づき,ノイズパラメータとして誤り訂正符号の距離を利用する2つの交点におけるパラダイムについて検討する。 QECはQEMフレームワーク内のサブルーチンとして使われているが、他の提案ではQEC実験内のサブルーチンとしてQEMを使用している。 直感的には、物理ノイズレベルの減少が符号距離の増加と類似しているという事実を利用しており、どちらも論理誤差率の低下をもたらす。 このように、ZNEの場合のゼロノイズへの外挿は、この方法の場合の無限距離への外挿に匹敵する。 本稿では,フォールトトレラント計算から期待値を計算する方法について述べる。 本研究では,回路レベルの現実的なノイズモデルに対する期待値と,回転した表面コードに対する現実的なデバイス欠陥に対する誤差を低減させる手法の性能について検討し,非安定化入力状態においてもその性能が維持可能であることを示す。

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