Atténuation synergique des erreurs quantiques par compilation aléatoire et extrapolation sans bruit pour le solveur propre quantique variationnel

Atténuation synergique des erreurs quantiques par compilation aléatoire et extrapolation sans bruit pour le solveur propre quantique variationnel

Horodatage: 20 novembre 2023, 8 h 49

Tomochika Kurita1, Hammam Qassim2, Masatoshi Ishii1, Hirotaka Ōshima1, Shintaro Sato1et Joseph Emerson2

1Laboratoire quantique, Fujitsu Research, Fujitsu Limited. 10-1 Morinosato-wakamiya, Atsugi, Kanagawa, Japon 243-0197
2Keysight Technologies Canada, 137 rue Glasgow, Kitchener, ON, Canada, N2G 4X8

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Abstract

Nous proposons une stratégie d’atténuation des erreurs quantiques pour l’algorithme variationnel quantique propre (VQE). Nous constatons, via la simulation numérique, que de très petites quantités de bruit cohérent dans VQE peuvent provoquer des erreurs considérablement importantes, difficiles à supprimer par les méthodes d'atténuation conventionnelles, et pourtant la stratégie d'atténuation proposée est capable de réduire considérablement ces erreurs. La stratégie proposée est une combinaison de techniques précédemment signalées, à savoir la compilation randomisée (RC) et l'extrapolation sans bruit (ZNE). Intuitivement, la compilation aléatoire transforme les erreurs cohérentes du circuit en erreurs de Pauli stochastiques, ce qui facilite l'extrapolation jusqu'à la limite du bruit nul lors de l'évaluation de la fonction de coût. Notre simulation numérique du VQE pour les petites molécules montre que la stratégie proposée peut atténuer les erreurs énergétiques induites par divers types de bruit cohérent jusqu'à deux ordres de grandeur.

Atténuation synergique des erreurs quantiques par compilation aléatoire et extrapolation sans bruit pour le solveur propre quantique variationnel PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

Résumé populaire

Lorsque nous exécutons des calculs quantiques, il est crucial de minimiser les erreurs de calcul induites par le bruit matériel. Pour le matériel quantique bruyant à échelle intermédiaire (NISQ), des techniques d’atténuation des erreurs quantiques peuvent être utilisées pour réduire ces erreurs. Cependant, la résolution du bruit cohérent reste un défi important en matière d'atténuation des erreurs pour deux raisons : (i) même une petite quantité de bruit cohérent peut entraîner des erreurs de calcul substantielles, et (ii) ces erreurs sont difficiles à atténuer à l'aide des techniques existantes.
Dans ce travail, nous proposons une technique d'atténuation des erreurs qui réduit efficacement les erreurs induites par le bruit cohérent. Cette technique utilise l'effet synergique de la compilation randomisée (RC) et de l'extrapolation sans bruit (ZNE). RC convertit le bruit cohérent en bruit de Pauli stochastique, qui peut être efficacement atténué à l'aide de ZNE. Nos simulations numériques sur les algorithmes variationnels de résolution propre quantique démontrent que la technique d'atténuation proposée par notre proposition présente un effet de suppression d'erreur significatif contre le bruit cohérent.

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Cité par

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[3] Hugo Perrin, Thibault Scoquart, Alexander Shnirman, Jörg Schmalian et Kyrylo Snizhko, « Atténuer les erreurs de diaphonie par compilation aléatoire : Simulation du modèle BCS sur un ordinateur quantique supraconducteur », arXiv: 2305.02345, (2023).

[4] ChangWon Lee et Daniel K. Park, « Atténuation évolutive des erreurs de mesure quantique via l'indépendance conditionnelle et l'apprentissage par transfert », arXiv: 2308.00320, (2023).

Les citations ci-dessus proviennent de SAO / NASA ADS (dernière mise à jour réussie 2023-11-20 13:58:16). La liste peut être incomplète car tous les éditeurs ne fournissent pas de données de citation appropriées et complètes.

Impossible de récupérer Données de référence croisée lors de la dernière tentative 2023-11-20 13:58:14: Impossible de récupérer les données citées par 10.22331 / q-2023-11-20-1184 de Crossref. C'est normal si le DOI a été enregistré récemment.

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