Mitigación de errores cuánticos sinérgicos mediante compilación aleatoria y extrapolación sin ruido para el solucionador propio cuántico variacional

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Tomochika Kurita¹, Hammam Qassim², Masatoshi Ishii¹, Hirotaka Oshima¹, Shintaro Sato¹y Joseph Emerson²

¹Laboratorio Cuántico, Fujitsu Research, Fujitsu Limited. 10-1 Morinosato-wakamiya, Atsugi, Kanagawa, Japón 243-0197
²Keysight Technologies Canadá, 137 Glasgow St, Kitchener, ON, Canadá, N2G 4X8

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Resumen

Proponemos una estrategia de mitigación de errores cuánticos para el algoritmo de resolución propia cuántica variacional (VQE). Descubrimos, mediante simulación numérica, que cantidades muy pequeñas de ruido coherente en VQE pueden causar errores sustancialmente grandes que son difíciles de suprimir mediante métodos de mitigación convencionales y, sin embargo, nuestra estrategia de mitigación propuesta es capaz de reducir significativamente estos errores. La estrategia propuesta es una combinación de técnicas reportadas anteriormente, a saber, compilación aleatoria (RC) y extrapolación de ruido cero (ZNE). Intuitivamente, la compilación aleatoria convierte los errores coherentes en el circuito en errores de Pauli estocásticos, lo que facilita la extrapolación al límite de ruido cero al evaluar la función de costos. Nuestra simulación numérica de VQE para moléculas pequeñas muestra que la estrategia propuesta puede mitigar los errores de energía inducidos por varios tipos de ruido coherente hasta en dos órdenes de magnitud.

Synergetic quantum error mitigation by randomized compiling and zero-noise extrapolation for the variational quantum eigensolver PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Resumen popular

Cuando ejecutamos cálculos cuánticos, es fundamental minimizar los errores computacionales inducidos por el ruido del hardware. Para hardware cuántico ruidoso de escala intermedia (NISQ), se pueden emplear técnicas de mitigación de errores cuánticos para reducir dichos errores. Sin embargo, abordar el ruido coherente sigue siendo un desafío importante en la mitigación de errores debido a dos razones: (i) incluso una pequeña cantidad de ruido coherente puede dar lugar a errores computacionales sustanciales, y (ii) estos errores son difíciles de mitigar utilizando las técnicas existentes.
En este trabajo, proponemos una técnica de mitigación de errores que reduce efectivamente los errores inducidos por ruido coherente. Esta técnica utiliza el efecto sinérgico de la compilación aleatoria (RC) y la extrapolación de ruido cero (ZNE). RC convierte el ruido coherente en ruido estocástico de Pauli, que puede mitigarse eficazmente utilizando ZNE. Nuestras simulaciones numéricas sobre algoritmos de resolución propia cuántica variacional demuestran que nuestra técnica de mitigación propuesta exhibe un efecto significativo de supresión de errores contra el ruido coherente.

► datos BibTeX

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Citado por

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Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2023-11-20 13:58:16). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.

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