एकीकृत और बेंचमार्किंग अत्याधुनिक क्वांटम त्रुटि शमन तकनीक

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डेनियल बुल्ट्रिनी^1,2, मैक्स हंटर गॉर्डन³, पियोट्र ज़ारनिकी^1,4, एंड्रयू एरास्मिथ^1,5, एम. सेरेज़ो^6,5, पैट्रिक जे. कोल्स^1,5, और लुकाज़ सिनसिओ^1,5

¹सैद्धांतिक प्रभाग, लॉस अलामोस राष्ट्रीय प्रयोगशाला, लॉस अलामोस, एनएम 87545, यूएसए
²थियोरेटिस्चे केमी, फिज़िकलिश-केमिसचेस इंस्टीट्यूट, यूनिवर्सिटेट हीडलबर्ग, आईएनएफ 229, डी-69120 हीडलबर्ग, जर्मनी
³Instituto de Física Teórica, UAM/CSIC, यूनिवर्सिडैड ऑटोनोमा डे मैड्रिड, मैड्रिड, स्पेन
⁴सैद्धांतिक भौतिकी संस्थान, जगियेलोनियन विश्वविद्यालय, क्राको, पोलैंड।
⁵क्वांटम साइंस सेंटर, ओक रिज, टीएन 37931, यूएसए
⁶सूचना विज्ञान, लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी, लॉस एलामोस, एनएम 87545, यूएसए

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सार

निकट अवधि में व्यावहारिक क्वांटम लाभ प्राप्त करने के लिए त्रुटि शमन एक आवश्यक घटक है, और कई अलग-अलग दृष्टिकोण प्रस्तावित किए गए हैं। इस कार्य में, हम मानते हैं कि कई अत्याधुनिक त्रुटि शमन विधियां एक सामान्य विशेषता साझा करती हैं: वे डेटा-संचालित हैं, विभिन्न क्वांटम सर्किट के रन से प्राप्त शास्त्रीय डेटा को नियोजित करते हैं। उदाहरण के लिए, शून्य-शोर एक्सट्रपलेशन (जेडएनई) परिवर्तनीय शोर डेटा का उपयोग करता है और क्लिफोर्ड-डेटा रिग्रेशन (सीडीआर) निकट-क्लिफोर्ड सर्किट से डेटा का उपयोग करता है। हम दिखाते हैं कि विभिन्न संख्या में राज्य तैयारियों से उत्पन्न शास्त्रीय डेटा पर विचार करके वर्चुअल डिस्टिलेशन (वीडी) को एक समान तरीके से देखा जा सकता है। इस तथ्य का अवलोकन करने से हमें इन तीन तरीकों को एक सामान्य डेटा-संचालित त्रुटि शमन ढांचे के तहत एकीकृत करने की अनुमति मिलती है जिसे हम डेटा के साथ त्रुटि शमन के लिए एकीकृत तकनीक (यूनाइटेड) कहते हैं। कुछ स्थितियों में, हम पाते हैं कि हमारी UNITED विधि व्यक्तिगत विधियों से बेहतर प्रदर्शन कर सकती है (अर्थात, संपूर्ण विधि व्यक्तिगत भागों से बेहतर है)। विशेष रूप से, हम एक फंसे हुए आयन क्वांटम कंप्यूटर से प्राप्त एक यथार्थवादी शोर मॉडल को बेंचमार्क यूनाइटेड के साथ-साथ यादृच्छिक क्वांटम सर्किट और क्वांटम अल्टरनेटिंग ऑपरेटर अनसैट्ज़ (क्यूएओए) से उत्पादित अवलोकनों को कम करने के लिए अन्य अत्याधुनिक तरीकों को नियोजित करते हैं। विभिन्न संख्या में क्वैबिट, सर्किट गहराई और शॉट्स की कुल संख्या के साथ मैक्स-कट समस्याओं के लिए। हमने पाया है कि विभिन्न तकनीकों का प्रदर्शन शॉट बजट पर दृढ़ता से निर्भर करता है, अधिक शक्तिशाली तरीकों के लिए इष्टतम प्रदर्शन के लिए अधिक शॉट्स की आवश्यकता होती है। हमारे सबसे बड़े सुविचारित शॉट बजट ($10^{10}$) के लिए, हमने पाया कि यूनाइटेड सबसे सटीक शमन देता है। इसलिए, हमारा काम वर्तमान त्रुटि शमन विधियों की एक बेंचमार्किंग का प्रतिनिधित्व करता है और उन व्यवस्थाओं के लिए एक मार्गदर्शिका प्रदान करता है जब कुछ विधियां सबसे उपयोगी होती हैं।

विशेष छवि: डेटा के साथ त्रुटि शमन के लिए एकीकृत तकनीक का योजनाबद्ध सारांश।

► BibTeX डेटा

@article{Bultrini2023unifying, doi = {10.22331/q-2023-06-06-1034}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-06-06-1034}, शीर्षक = {एकीकरण और अत्याधुनिक क्वांटम त्रुटि शमन तकनीकों का बेंचमार्किंग}, लेखक = {बुल्ट्रिनी, डैनियल और गॉर्डन, मैक्स हंटर और ज़ारनिक, पियोट्र और अर्रास्मिथ, एंड्रयू और सेरेज़ो, एम. और कोल्स, पैट्रिक जे. और सिनसिओ, लुकाज़}, जर्नल = {{क्वांटम}}, आईएसएसएन = {2521-327एक्स}, प्रकाशक = {{वेरेइन ज़ूर एफ{"{o}}रडेरुंग डेस ओपन एक्सेस पब्लिशिएरेन्स इन डेन क्वांटेंविसेंसचाफ्टन}}, वॉल्यूम = {7}, पेज = {1034 }, माह = जून, वर्ष = {2023 } }

► संदर्भ

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द्वारा उद्धृत

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