ハミルトニアンシミュレーションにおける物理・アルゴリズミックエラーのトロッター部分空間展開法によるロバストな軽減法

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2024-06-20
• タイトル: ハミルトニアンシミュレーションにおける物理・アルゴリズミックエラーのトロッター部分空間展開法によるロバストな軽減法
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Robust Error Mitigation for Physical and Algorithmic Errors by Trotter Subspace Expansion in a Hamiltonian Simulation
• 言語: jpn
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: NTTコンピュータ&データサイエンス研究所
• 著者所属: NTTコンピュータ&データサイエンス研究所
• 著者所属: NTTコンピュータ&データサイエンス研究所／JSTさきがけ
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): NTT Computer and Data Science Laboratories
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): NTT Computer and Data Science Laboratories
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): NTT Computer and Data Science Laboratories / JST PRESTO
• 著者名: 八角, 繁男; 徳永, 裕己; 遠藤, 傑
• 著者名(英): Shigeo, Hakkaku; Yuuki, Tokunaga; Suguru, Endo
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: ハミルトンシミュレーションによる量子ダイナミクスのシミュレーションは，量子計算分野で最も重要なアプリケーションの 1 つである．このタスクは FTQC 時代における目標と比較的考えられていたものの，IBM チームによるユーティリティの実証実験では，トロッター展開型のハミルトニアンシミュレーションを用いることでイジング型量子系のダイナミクスをシミュレーションした．本研究では，トロッター展開型量子回路の物理ノイズに起因したエラーだけでなくアルゴリズムに起因したエラーも緩和する，トロッター部分空間展開法を提案する．この方法は，物理エラーとトロッターエラーの両方を考慮した 2 次元のエラー外挿法と，仮想蒸留法という既存の 2 つの量子エラー抑制手法の長所を受け継いでいる．我々は，1 次元横磁場イジング模型を用いて物理エラーとアルゴリズムエラーの両方を抑制可能であることを数値的に示した．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: Quantum dynamics simulation via Hamilton simulation algorithms is one of the most crucial applications in the quantum computing field. While this task has been relatively considered the target in the fault-tolerance era, the experiment for demonstrating utility by an IBM team simulates the dynamics of an Ising-type quantum system with the Trotter-based Hamiltonian simulation algorithm with the help of quantum error mitigation. In this study, we propose the Trotter subspace expansion method to mitigate not only physical errors but also algorithmic errors of Trotterized quantum circuits in both the near-term and early fault-tolerant eras. This method inherits the advantages of the two existing quantum error mitigation methods: two-dimensional error extrapolation, which considers both physical and Trotter error, and virtual distillation. Using the 1D transverse-field Ising model, we numerically demonstrate that we can suppress both physical and algorithmic errors.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA12894105
• 書誌情報: 研究報告量子ソフトウェア（QS）; 巻 2024-QS-12, 号 18, p. 1-7, 発行日 2024-06-20
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2435-6492
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会