論文の概要: CrossBench: Generalized Crosstalk Benchmark Generation for Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27183v1
• Date: Wed, 29 Apr 2026 20:33:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-01 16:31:53.801797
• Title: CrossBench: Generalized Crosstalk Benchmark Generation for Quantum Computers
• Title（参考訳）: CrossBench: 量子コンピュータのための汎用クロストークベンチマーク生成
• Authors: Jaden Hawley, Chi-Ren Shyu,
• Abstract要約: 大規模量子コンピュータのためのクロストークベンチマークを生成するカスタマイズ可能なシステムであるCrossBenchを提案する。 これらのベンチマークは、各ゲートのクロストークからキュービット誤差率への平均的な寄与を推定するために使用することができる。 以上の結果から,CrossBenchは全テストデバイス間で重要なクロストークをもたらすゲートを識別できることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21485350418225238
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As quantum computers continue to increase in size and topological complexity, benchmarking crosstalk becomes more complex and resource-intensive. This limits the ability to obtain relevant crosstalk metrics for applications such as error mitigation, quantum computer security, and circuit transpilation. There applications benefit from accessible metrics on how each gate contributes to crosstalk. However, crosstalk metrics are rarely provided by quantum computer providers and can be expensive to obtain on modern large NISQ devices. In this work, we propose CrossBench, a customizable system that generates crosstalk benchmarks for finitely large NISQ devices with arbitrary topologies. CrossBench uses a custom graph labeling algorithm to generate crosstalk benchmarks for a given quantum topology and gate set. These benchmarks can be used to estimate the average contribution of each gate's crosstalk to qubit error rates. We evaluate the effectiveness of CrossBench by generating and running benchmarks on multiple IBM quantum computers with different topologies. Our results show that CrossBench can identify gates that introduce significant crosstalk across all tested devices, with strong statistical significance (p < 0.05). These promising results show that CrossBench can give simple and accessible crosstalk benchmarks for modern NISQ systems.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータがサイズとトポロジカルな複雑さを増し続けていくにつれ、クロストークのベンチマークはより複雑でリソース集約化される。 これにより、エラー軽減、量子コンピュータセキュリティ、回路トランスパイレーションなどのアプリケーションで関連するクロストークメトリクスを取得する能力が制限される。 それぞれのゲートがクロストークにどのように貢献するかという、アクセス可能なメトリクスの恩恵を受けるアプリケーションもあります。 しかし、クロストークメトリクスは量子コンピュータプロバイダによって提供されることはめったになく、現代の大規模なNISQデバイスで入手するのに費用がかかる。 本研究では,任意のトポロジを持つ有限サイズのNISQデバイスに対して,クロストークベンチマークを生成するカスタマイズ可能なシステムであるCrossBenchを提案する。 CrossBenchはカスタムグラフラベルアルゴリズムを使用して、与えられた量子トポロジとゲートセットのクロストークベンチマークを生成する。 これらのベンチマークは、各ゲートのクロストークからキュービット誤差率への平均的な寄与を推定するために使用することができる。 我々は、異なるトポロジを持つ複数のIBM量子コンピュータ上でベンチマークを生成し、実行することで、CrossBenchの有効性を評価する。 以上の結果から,CrossBenchは,全ての試験装置に有意なクロストークをもたらすゲートを識別できることがわかった(p<0.05)。 これらの有望な結果は、CrossBenchが現代のNISQシステムに対して単純でアクセスしやすいクロストークベンチマークを提供することを示している。

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