无折叠 ZNE：一种用于缓解去极化与退相干噪声的量子零噪声外推综合方法
量子物理
2024-02-01 v1
摘要
NISQ 时代的量子计算机易受噪声影响。已提出一系列量子误差缓解技术来解决此问题。零噪声外推（ZNE）是一种有前景的技术。ZNE 涉及增加电路中的噪声水平，然后利用外推从获得的含噪结果推断零噪声情况。本文提出了一种新颖的 ZNE 方法，无需电路折叠或噪声缩放即可缓解去极化和/或退相干噪声。为缓解去极化噪声，我们提出利用极端/无限噪声情况，从而避免电路折叠。具体而言，极端噪声下的电路输出变为最大混合态。我们表明，使用电路可靠性度量，简单的线性外推可有效缓解去极化噪声。对于退相干噪声，不同态以取决于激发态数量和时间的速度衰减为全零态。因此，我们提出一种不涉及折叠或缩放的态与延迟感知的指数外推。当量子系统同时受退相干和去极化噪声影响时，我们提议依次使用我们的两种缓解技术：先应用退相干误差缓解，再应用去极化误差缓解。ZNE 方案的常见局限在于，若目标电路遭受高噪声，提升噪声水平无法为外推提供有用数据。我们提出使用电路切割技术将大型量子电路分解为较小子电路以克服此局限。这样，子电路的噪声水平低于原电路，ZNE 在缓解其噪声方面可更有效。
引用
@article{arxiv.2305.00622,
title = {Folding-Free ZNE: A Comprehensive Quantum Zero-Noise Extrapolation Approach for Mitigating Depolarizing and Decoherence Noise},
author = {Hrushikesh Patil and Peiyi Li and Ji Liu and Huiyang Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00622},
year = {2024}
}