論文の概要: Continuous Noise Model for Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.26008v1
• Date: Tue, 28 Apr 2026 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.130974
• Title: Continuous Noise Model for Quantum Circuits
• Title（参考訳）: 量子回路の連続ノイズモデル
• Authors: Yunos El Kaderi, Andreas Honecker, Iryna Andriyanova,
• Abstract要約: 本稿では,量子回路の連続的コヒーレントノイズモデルについて検討し,離散的なパウリモデルと比較する。 焦点は回路深度にまたがる小さなコヒーレントゲートエラーである。 その結果, 連続コヒーレントノイズはパウリノイズよりも論理的性能を劣化させる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6335848702857038
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum noise is a central challenge in quantum computing across many applications. Extensive work has examined how qubits couple to their environment, leading to decoherence and relaxation, which is irreversible. Current studies focus on coherent gate errors caused by control misalignment, which accumulate with circuit depth but can, in principle, be corrected. This work studies a continuous coherent noise model for quantum circuits and compares it with a discrete Pauli model. The focus is on small coherent gate errors that build up across circuit depth. These errors are modeled as random rotations on the Bloch sphere using a von Mises-Fisher distribution. In the small-angle limit, the model reduces to an isotropic Gaussian distribution. We test the model on quantum error-correction circuits based on the [[5,1,3]] and [[7,1,3]] codes. A variant of Grover's search circuit with different qubit counts is also examined. To enable fair comparison, we introduce a model-independent matching scheme. Pauli and continuous noise channels are aligned using the binary entropy at readout. This isolates the effect of noise structure at fixed uncertainty. An approximate analytical method for coherent error propagation is also developed. The method tracks error distributions through Clifford circuits without full Monte Carlo sampling. It reduces simulation cost while preserving accuracy for circuit-level error estimates. The approximation is validated against brute-force simulations, identifying its regime of validity with Clifford circuits and limits under error correction. Our results show that continuous coherent noise can degrade logical performance more strongly than Pauli noise. They also clarify when simplified propagation models succeed and when they break down.
• Abstract（参考訳）: 量子ノイズは、多くのアプリケーションにおける量子コンピューティングにおける中心的な課題である。 大規模な研究は、量子ビットが環境にどのように結合するかを調べ、非一貫性と緩和をもたらすが、それは不可逆である。 制御ミスアライメントによるコヒーレントゲート誤差は回路深度で蓄積されるが、原理的には補正できる。 本研究では、量子回路の連続的コヒーレントノイズモデルについて研究し、離散的なパウリモデルと比較する。 焦点は回路深度にまたがる小さなコヒーレントゲートエラーである。 これらの誤差はvon Mises-Fisher分布を用いてブロッホ球上のランダム回転としてモデル化される。 小角極限では、モデルは等方的ガウス分布に還元される。 我々は[5,1,3]と[7,1,3]の符号に基づいて量子誤り訂正回路上でモデルを検証した。 量子ビット数が異なるGroverのサーチ回路の変種についても検討した。 公平な比較を可能にするため,モデルに依存しないマッチング方式を提案する。 パウリと連続ノイズチャンネルは、読み出し時にバイナリエントロピーを使用して整列される。 これにより、一定の不確実性におけるノイズ構造の影響を分離する。 また,コヒーレントな誤り伝播の近似解析法を開発した。 この方法は、完全なモンテカルロサンプリングなしでクリフォード回路を通して誤差分布を追跡する。 回路レベルの誤差推定の精度を保ちながらシミュレーションコストを削減する。 近似はブルートフォースシミュレーション(英語版)に対して検証され、クリフォード回路による正当性と誤差補正による限界を同定する。 この結果から,連続コヒーレントノイズはパウリノイズよりも論理的性能を劣化させる可能性が示唆された。 また、単純化された伝播モデルがいつ成功し、いつ崩壊するかも明確にしている。

関連論文リスト

• Correcting coherent quantum errors by going with the flow [0.0]
  相関型単一量子ハミルトニアン雑音モデル(大域不規則量子ビット回転)において, 距離3を超える論理的量子ビット性能は, パウリ雑音モデルと同一のプロセス忠実度(一つの応用後の忠実度)とを一致させることを示した。 より一般的なノイズの回路モデルでは、相関はシンドローム抽出ラウンド内に構成的に付加されるが、受動誤差補正によるパウリフレームランダム化は複数のラウンドでこの効果を緩和する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-02-24T16:39:14Z)
• Color code thresholds under circuit-level noise beyond the Pauli framework [0.0]
  ノイズの多い量子回路における誤りを補正する能力について、量子エラー訂正符号を評価する。 このタスクは、パウリノイズモデルを考慮することにより、しばしばトラクタブルな量子回路の広範なシミュレーションを必要とする。 より一般的なノイズモデルの下でカラーコードのしきい値を推定することにより、回路レベルのノイズをパウリフレームワークを超えて拡張する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-07T21:24:51Z)
• Randomized term grouping over physical law on digital quantum simulation [0.0]
  我々は、デジタル量子コンピュータ上でハミルトン力学を計算するために、qDriftに基づくランダム化アルゴリズムを導入する。 物理の保存法則は任意の量子状態の進化の過程で従うからである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-24T13:15:39Z)
• Mitigating Quantum Gate Errors for Variational Eigensolvers Using Hardware-Inspired Zero-Noise Extrapolation [0.0]
  ゼロノイズ外挿を用いた変分アルゴリズムにおける量子ゲート誤差の軽減法を開発した。 物理量子デバイスにおけるゲートエラーが、異なる量子ビットと量子ビットのペアで不均一に分散されているという事実を利用する。 回路誤差和について, 変動的アプローチにおける推定エネルギーは, ほぼ線形であることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-20T18:00:03Z)
• Scalable noisy quantum circuits for biased-noise qubits [37.69303106863453]
  安定猫量子ビットの既存システムに動機づけられたビットフリップ誤差のみに影響されるバイアスノイズ量子ビットを考察する。 現実的なノイズモデルでは、位相フリップは無視できないが、Pauli-Twirling近似では、ベンチマークが最大106ドルのゲートを含む回路の正しさを確認できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-03T11:27:50Z)
• Witnessing entanglement in trapped-ion quantum error correction under realistic noise [41.94295877935867]
  量子誤り補正(Quantum Error Correction, QEC)は、論理情報を複数の物理量子ビットに符号化することで冗長性を利用する。 トラップイオンプラットフォームで使用される2量子光シフトゲートの平均ゲート不忠実度を推定するために,詳細な顕微鏡誤差モデルを提案する。 次に、この現実的な誤差モデルを適用し、QECビルディングブロックとして機能する回路によって生成されるマルチパーティントの絡み合いを定量化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-14T20:00:36Z)
• Efficient and robust certification of genuine multipartite entanglement in noisy quantum error correction circuits [58.720142291102135]
  実効多部絡み(GME)認証のための条件付き目撃手法を導入する。 線形な二分割数における絡み合いの検出は, 多数の測定値によって線形にスケールし, GMEの認証に十分であることを示す。 本手法は, 距離3の位相的カラーコードとフラグベースの耐故障バージョンにおける安定化作用素の雑音可読化に適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-06T18:00:07Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。