1理論部門、ロスアラモス国立研究所、ロスアラモス、NM 87545、米国
2理論化学、物理化学研究所、ハイデルベルク大学、INF 229、D-69120 ハイデルベルク、ドイツ
3Instituto de Física Teórica、UAM/CSIC、マドリード自治大学、マドリード、スペイン
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5量子科学センター、オークリッジ、テネシー州 37931、米国
6情報科学、ロスアラモス国立研究所、ロスアラモス、NM 87545、米国
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抽象
エラーの軽減は、短期的に実用的な量子的利点を達成するために不可欠な要素であり、さまざまなアプローチが提案されています。 この研究では、多くの最先端のエラー軽減方法が共通の特徴を共有していることを認識しています。それは、それらがデータ駆動型であり、さまざまな量子回路の実行から得られた古典的なデータを使用していることです。 たとえば、ゼロノイズ外挿 (ZNE) は可変ノイズ データを使用し、クリフォード データ回帰 (CDR) は近クリフォード回路からのデータを使用します。 異なる数の状態準備から生成された古典的なデータを考慮することにより、仮想蒸留 (VD) を同様の方法で表示できることを示します。 この事実を観察すると、これら 10 つの方法を、UNIfied Technique for Error mitigation with Data (UNITED) と呼ばれる一般的なデータ駆動型エラー軽減フレームワークの下で統合することができます。 特定の状況では、UNITED メソッドが個々のメソッドよりも優れたパフォーマンスを発揮できることがわかります (つまり、全体が個々の部分よりも優れています)。 具体的には、ランダム量子回路と適用される量子交互演算子アンザッツ (QAOA) から生成される観測量を軽減する際に、UNITED のベンチマークとして、トラップされたイオン量子コンピューターから得られた現実的なノイズ モデルやその他の最先端の手法を採用しています。さまざまな量子ビット数、回路の深さ、ショットの総数を使用した Max-Cut 問題まで対応します。 さまざまなテクニックのパフォーマンスはショット バジェットに大きく依存し、より強力なメソッドでは最適なパフォーマンスを得るためにより多くのショットが必要であることがわかりました。 考慮した最大のショット予算 ($10^{XNUMX}$) では、UNITED が最も正確な緩和を提供することがわかります。 したがって、私たちの研究は現在のエラー軽減方法のベンチマークを表し、特定の方法が最も役立つ場合の体制のガイドを提供します。
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