論文の概要: Quantum error mitigation from information dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.31934v1
• Date: Fri, 25 Sep 2026 19:25:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 04:30:47.758137
• Title: Quantum error mitigation from information dynamics
• Title（参考訳）: 情報力学からの量子エラー軽減
• Abstract要約: 本稿では,量子回路における実験誤差の理解と緩和のための新しいアプローチを提案する。 回路の反応性関数の形状は、そのノイズ応答を制御し、異なる誤差緩和法に対処する。 提案手法は従来のゼロノイズ外挿バイアスを最大30%克服することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.008428165209352214
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Overcoming experimental errors is a central challenge in quantum science. This challenge is particularly acute in large and complex quantum circuits, where quantum information spreads into exponentially many paths, foiling any direct attempt to understand errors' impact. In this work, we present a novel approach to understanding and mitigating experimental errors, based on a surprisingly compact representation of a quantum circuit's information dynamics, the reactivity function. The shape of a circuit's reactivity function governs its noise response, and its amenability to different error mitigation methods. From this viewpoint, we introduce two complementary such methods. The first, Pauli-path zero-noise extrapolation, fits a parameterized model to a circuit's reactivity function and uses it to accurately extrapolate to zero noise. The second, tunable error cancellation, filters a circuit's reactivity function to cancel noise on all information up to a threshold locality. Crucially, both methods feature a tuning parameter that allows one to systematically improve their accuracy until convergence. Across three circuit families from published experiments, our methods overcome conventional zero-noise extrapolation biases as large as 30%; at $\sim$$10^{-2}$ root-mean-square error, they reduce sampling cost relative to probabilistic error cancellation by up to a factor of $10^3$.
• Abstract（参考訳）: 実験的な誤りを克服することは、量子科学における中心的な課題である。 この挑戦は特に大規模で複雑な量子回路において急激であり、量子情報は指数関数的に多くの経路に広がっており、エラーの影響を理解するための直接の試みは行われない。 本研究では, 量子回路の情報力学, 反応性関数の驚くほどコンパクトな表現に基づいて, 実験誤差の理解と緩和を行う新しい手法を提案する。 回路の反応性関数の形状は、そのノイズ応答を制御し、異なる誤差緩和法に対処する。 この観点から,2つの補完的手法を紹介する。 最初のパウリパスゼロノイズ外挿は、パラメータ化されたモデルを回路の反応性関数に適合させ、ゼロノイズへの正確な外挿に利用する。 第2の調整可能なエラーキャンセルは、回路の反応性関数をフィルタリングし、すべての情報のノイズをしきい値の局所性までキャンセルする。 重要なことに、どちらの手法も、収束するまでの精度を体系的に改善できるチューニングパラメータを備えている。 実験結果から,従来のゼロノイズ外挿バイアスを最大30%克服し,ルート平均二乗誤差を$\sim$10^{-2}$とすることで,確率的誤差キャンセルに対するサンプリングコストを最大10^3$まで削減する。

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