Mitigação sinérgica de erros quânticos por compilação aleatória e extrapolação de ruído zero para o autosolver quântico variacional

Mitigação sinérgica de erros quânticos por compilação aleatória e extrapolação de ruído zero para o autosolver quântico variacional

Carimbo de data / hora: 20 de novembro de 2023 8h49

Kurita Tomochika1, Hammam Qassim2, Masatoshi Ishii1, Hirotaka Oshima1, Shintaro Sato1e Joseph Emerson2

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

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Sumário

Propomos uma estratégia de mitigação de erros quânticos para o algoritmo variacional quantum eigensolver (VQE). Descobrimos, através de simulação numérica, que quantidades muito pequenas de ruído coerente no VQE podem causar erros substancialmente grandes que são difíceis de suprimir por métodos de mitigação convencionais, e ainda assim a nossa estratégia de mitigação proposta é capaz de reduzir significativamente esses erros. A estratégia proposta é uma combinação de técnicas relatadas anteriormente, nomeadamente compilação aleatória (RC) e extrapolação de ruído zero (ZNE). Intuitivamente, a compilação aleatória transforma erros coerentes no circuito em erros estocásticos de Pauli, o que facilita a extrapolação para o limite de ruído zero ao avaliar a função de custo. Nossa simulação numérica de VQE para moléculas pequenas mostra que a estratégia proposta pode mitigar erros de energia induzidos por vários tipos de ruído coerente em até duas ordens de grandeza.

Mitigação sinérgica de erros quânticos por compilação aleatória e extrapolação de ruído zero para o eigensolver quântico variacional PlatoBlockchain Data Intelligence. Pesquisa vertical. Ai.

Resumo popular

Quando executamos cálculos quânticos, é crucial minimizar erros computacionais induzidos por ruído de hardware. Para hardware quântico de escala intermediária ruidoso (NISQ), técnicas de mitigação de erros quânticos podem ser empregadas para reduzir tais erros. Abordar o ruído coerente, no entanto, continua a ser um desafio significativo na mitigação de erros devido a duas razões: (i) mesmo uma pequena quantidade de ruído coerente pode resultar em erros computacionais substanciais, e (ii) estes erros são difíceis de mitigar utilizando as técnicas existentes.
Neste trabalho, propomos uma técnica de mitigação de erros que reduz efetivamente os erros induzidos por ruído coerente. Esta técnica utiliza efeito sinérgico de compilação aleatória (RC) e extrapolação de ruído zero (ZNE). RC converte ruído coerente em ruído estocástico de Pauli, que pode ser efetivamente mitigado usando ZNE. Nossas simulações numéricas em algoritmos variacionais de autosolução quântica demonstram que nossa técnica de mitigação proposta exibe um efeito significativo de supressão de erros contra ruído coerente.

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Citado por

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As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2023-11-20 13:58:16). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

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