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Physics-inspired extrapolation for efficient error mitigation and hardware certification
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DOI：10.1088/2058-9565/ae5555.png)
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摘要
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量子误差缓解（QEM）对于噪声中等规模量子时代至关重要，并且对于早期容错（EFT）量子计算机仍然具有重要意义，其中逻辑误差率仍然显著。然而，大多数QEM方法为了实现无偏估计需要指数级的采样开销，限制了其实际应用。最近，受限演化误差缓解（EMRE）被证明可以用恒定的采样开销估计期望值，尽管存在随着电路规模和噪声水平增长的小偏差。基于EMRE框架，本文提出了一种基于物理学的外推（PIE）方法，这是一种线性电路运行时间协议，可以在不产生显著开销的情况下实现更高的精度。与传统的启发式零噪声外推方法不同，PIE为其拟合参数的操作解释提供了理论基础，并证明了随着噪声减小会收敛到无偏估计。独特之处在于，外推拟合的斜率对应于理想电路和噪声电路之间的最大相对熵，这使得在无需额外计算开销的情况下进行定量的硬件认证和误差缓解。我们还通过IBM Q硬件展示了该方法的有效性，并应用于高效模拟84量子比特的量子动力学。结果表明，PIE能够产生准确、低方差的误差缓解估计，将其确立为一种针对近期和EFT量子计算机的实用且可扩展的误差缓解与硬件认证策略。
Keyword:
error mitigation
quantum computing
hardware certification
extrapolation
noisy intermediate-scale quantum
期刊
IF:
5
论文数:
1.4K
被引数:
5.1K
机构
引用论文
Quantum Criticality in an Ising Chain: Experimental Evidence for Emergent E
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