論文の概要: GSC-QEMit: A Telemetry-Driven Hierarchical Forecast-and-Bandit Framework for Adaptive Quantum Error Mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24551v1
- Date: Mon, 27 Apr 2026 14:44:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-28 17:12:08.09469
- Title: GSC-QEMit: A Telemetry-Driven Hierarchical Forecast-and-Bandit Framework for Adaptive Quantum Error Mitigation
- Title（参考訳）: GSC-QEMit:適応的量子エラー低減のためのテレメトリ駆動型階層型予測・帯域フレームワーク
- Authors: Steven Szachara, Sheeraja Rajakrishnan, Dylan Jay Van Allen, Jason Pollack, Travis Desell, Daniel Krutz,
- Abstract要約: 量子エラー軽減(QEM)は、短期量子デバイスから信頼性の高い結果を抽出するために不可欠である。
我々は,emphGSC-QEMitというテレメトリ駆動型,textbf-adaptive-forecast-banditフレームワークを紹介した。
我々は、Qiskit Aerでシミュレートされた非定常雑音条件下で、ベンチマーク回路ファミリ(GHZ, Quantum Fourier Transform, Grover Search)のGSC-QEMitを評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3449366241547813
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum error mitigation (QEM) is essential for extracting reliable results from near-term quantum devices, yet practical deployments must balance mitigation strength against runtime overhead under time-varying noise. We introduce \emph{GSC-QEMit}, a telemetry-driven, \textbf{context--forecast--bandit} framework for \emph{adaptive} mitigation that switches between lightweight suppression and heavier intervention as drift evolves. GSC-QEMit composes three coupled modules: (G) a Growing Hierarchical Self-Organizing Map (GHSOM) that clusters streaming telemetry into operating contexts; (S) an uncertainty-aware subsampled Gaussian-process forecaster that predicts short-horizon fidelity degradation; and (C) a cost-aware contextual multi-armed bandit (CMAB) that selects mitigation actions via Thompson sampling with explicit intervention cost. We evaluate GSC-QEMit on benchmark circuit families (GHZ, Quantum Fourier Transform, and Grover search) under nonstationary noise regimes simulated in Qiskit Aer, using an instrumented testbed where action labels correspond to graded mitigation intensity. Across Clifford, non-Clifford, and structured workloads, GSC-QEMit improves average logical fidelity by \textbf{+9.0\%} relative to unmitigated execution while reducing unnecessary heavy interventions by reserving them for inferred noise spikes. The resulting policies exhibit a favorable fidelity--cost trade-off and transfer across the evaluated workloads without circuit-specific tuning.
- Abstract（参考訳）: QEM(Quantum error mitigation)は、短期的な量子デバイスから信頼性の高い結果を抽出するために必要である。
ドリフトが進行するにつれて、軽量な抑制と重厚な介入を切り替える「emph{GSC-QEMit}」フレームワークについて紹介する。
G) ストリーミングテレメトリを運用コンテキストにクラスタ化するGrowing Hierarchical Self-Organizing Map (GHSOM) 、(S) 不確実性に認識されたサブサンプル付きガウス処理予測器で、短水平フィリティの劣化を予測すること、(C) トンプソンサンプリングによる緩和動作を明示的な介入コストで選択するコストアウェアなコンテキスト多重武装バンディット(CMAB) である。
我々は,Qiskit Aerでシミュレートされた非定常雑音条件下でのベンチマーク回路群(GHZ,Quantum Fourier Transform,Grover Search)におけるGSC-QEMitの評価を行った。
クリフォード、非クリフォードおよび構造化ワークロード全体で、GSC-QEMitは、未緩和の実行に対して、平均論理的忠実度を \textbf{+9.0\%} で改善し、推論されたノイズスパイクに保存することで不要な重い介入を減らす。
結果として得られたポリシーは、回路固有のチューニングなしで、評価されたワークロード間でコストのかかるトレードオフと転送を好適に示す。
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