利用有序多样性Clifford金丝雀电路集成提升量子保真度
量子物理
2022-09-29 v1 硬件体系结构
摘要
在当今有噪声的不完美量子设备上，对于大多数超过少数量子比特的应用，执行保真度往往会急剧崩溃。因此，必须采用能够以新方式提升量子保真度的新技术。本文旨在通过Clifford金丝雀电路提升量子保真度，提出Quancorde：量子金丝雀有序多样性集成（Quantum Canary Ordered Diverse Ensembles），这是一种识别极低保真度量子应用正确结果的全新方法。其基于量子设备多样性的关键思想——噪声源的差异使每个（部分）设备独一无二，因而它们对应用保真度的影响也独一无二。Quancorde利用Clifford金丝雀电路（可经典模拟，但类似于目标应用结构从而遭受相似的结构性噪声影响）来沿目标应用保真度递增方向对设备或量子比特/映射的多样性集成进行近似排序。Quancorde随后估计应用每个输出串的全局集成概率与金丝雀集成排序的相关性，并利用该相关性对应用的噪声概率分布加权。正确的应用结果预期与金丝雀集成顺序具有更高相关性，从而在此过程中其概率被提升。由此，Quancorde将所评估量子应用的保真度平均提升8.9倍/4.2倍（相对于不同基线），最高达34倍。
引用
@article{arxiv.2209.13732,
title = {Boosting Quantum Fidelity with an Ordered Diverse Ensemble of Clifford Canary Circuits},
author = {Gokul Subramanian Ravi and Jonathan M. Baker and Kaitlin N. Smith and Nathan Earnest and Ali Javadi-Abhari and Frederic Chong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13732},
year = {2022}
}