심층 양자 회로에서 소음에 강한 접지 상태 에너지 추정

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해리시 J. 발러리¹, 마이클 A. 존스¹, 그레고리 AL 화이트¹, 플로이드 M. 크리비¹, 찰스 D. 힐^1,2및 Lloyd CL Hollenberg¹

¹멜버른 대학교, 파크빌, VIC 3010, 호주 물리학 대학
²멜버른대학교 수학통계학부, 파크빌, VIC 3010, 호주

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추상

내결함성을 높이기 위해 양자 컴퓨팅의 유용성은 양자 알고리즘에서 잡음의 영향을 얼마나 적절하게 회피할 수 있는지에 따라 결정됩니다. VQE(Variation Quantum eigensolver)와 같은 하이브리드 양자-고전 알고리즘은 단기 체제를 위해 설계되었습니다. 그러나 문제가 커짐에 따라 VQE 결과는 일반적으로 현재 하드웨어의 소음으로 인해 뒤섞여집니다. 오류 완화 기술이 이러한 문제를 어느 정도 완화하는 반면, 잡음에 대해 더 높은 견고성을 갖춘 알고리즘 접근 방식을 개발해야 할 절실한 필요성이 있습니다. 여기에서는 바닥 상태 에너지 문제에 대해 최근 도입된 양자 계산 모멘트(QCM) 접근 방식의 견고성 특성을 살펴보고 분석 예제를 통해 기본 에너지 추정이 일관되지 않은 잡음을 명시적으로 필터링하는 방법을 보여줍니다. 이러한 관찰에 동기를 부여하여 우리는 IBM Quantum 하드웨어에서 양자 자기 모델에 대한 QCM을 구현하여 회로 깊이가 증가함에 따라 잡음 필터링 효과를 조사합니다. 우리는 VQE가 완전히 실패하는 경우에도 QCM이 매우 높은 수준의 오류 견고성을 유지한다는 것을 발견했습니다. 최대 20개의 CNOT로 구성된 매우 깊은 시험 상태 회로에 대한 최대 500큐비트의 양자 자기 모델의 경우 QCM은 여전히 합리적인 에너지 추정치를 추출할 수 있습니다. 이러한 관찰은 광범위한 실험 결과에 의해 뒷받침됩니다. 이러한 결과를 일치시키려면 VQE는 오류율을 약 2배 정도 하드웨어 개선해야 합니다.

► BibTeX 데이터

@article{Vallury2023noiserobustground, doi = {10.22331/q-2023-09-11-1109}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-09-11-1109}, title = {Noise- 깊은 양자 회로로부터의 강력한 지상 상태 에너지 추정}, 저자 = {Vallury, Harish J. and Jones, Michael A. and White, Gregory AL and Creevey, Floyd M. and Hill, Charles D. and Hollenberg, Lloyd CL}, 저널 = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, 출판사 = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, 권 = {7}, 페이지 = {1109} , 월 = 2023월, 연도 = {XNUMX} }

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[59] Hendrik Weimer, Augustine Kshetrimayum, Román Orús. “개방형 양자 다체 시스템을 위한 시뮬레이션 방법”. 현대 물리학 93, 015008(2021)의 리뷰. URL: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.93.015008.
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[61] 로이드 CL 홀렌버그(Lloyd CL Hollenberg)와 마이클 J 톰린슨(Michael J Tomlinson). “하이젠베르크 반강자성체의 엇갈린 자화”. 호주 물리학 저널 47, 137–144 (1994). URL: https://doi.org/10.1071/PH940137.
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인용

[1] Floyd M. Creevey, Charles D. Hill 및 Lloyd CL Hollenberg, "GASP: 양자 컴퓨터의 상태 준비를 위한 유전 알고리즘", 과학 보고서 13, 11956 (2023).

위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2023-09-11 15:35:44). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

가져올 수 없습니다 Crossref 인용 자료 마지막 시도 중 2023-09-11 15:35:43 : Crossref에서 10.22331 / q-2023-09-11-1109에 대한 인용 데이터를 가져올 수 없습니다. DOI가 최근에 등록 된 경우 이는 정상입니다.

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출처: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-09-11-1109/

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