Error mitigation en la era NISQ: aplicando técnicas de mitigación de error de medición para mejorar el rendimiento de circuitos cuánticos
Autores: Khan, Misha Urooj; Kamran, Muhammad Ahmad; Khan, Wajiha Rahim; Ibrahim, Malik Muhammad; Ali, Muhammad Umair; Lee, Seung Won
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Error mitigation en la era NISQ: aplicando técnicas de mitigación de error de medición para mejorar el rendimiento de circuitos cuánticos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Computación cuántica
Dispositivos NISQ
Técnicas de mitigación de errores
Desacoplamiento dinámico
Extracción de errores de lectura retorcidos
Extrapolación de ruido cero
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 49
Citaciones: Sin citaciones
En la computación cuántica, los dispositivos cuánticos ruidosos de escala intermedia (NISQ) ofrecen capacidades computacionales sin precedentes pero son vulnerables a errores, especialmente inexactitudes en las mediciones que afectan la precisión de la computación. Este estudio explora la eficacia de las técnicas de mitigación de errores para mejorar el rendimiento de los circuitos cuánticos en dispositivos NISQ. Técnicas como el desacoplamiento dinámico (DD), la extracción de errores de lectura retorcida (T-Rex) y la extrapolación de cero ruido (ZNE) son examinadas a través de experimentación extensiva en un simulador ideal, IBM Kyoto, y computadoras cuánticas IBM Osaka. Los resultados revelan discrepancias significativas en el rendimiento en diferentes escenarios, con las técnicas de mitigación de errores mejorando notablemente tanto el resultado del estimador como los valores de la varianza, alineándose más estrechamente con los resultados del simulador ideal. Los resultados de la comparación con el simulador ideal (con un valor de resultado esperado de 0.8284) muestran que T-Rex ha mejorado los resultados en IBM Kyoto y ha aumentado el valor promedio esperado del resultado de 0.09 a 0.35. De manera similar, DD ha mejorado los valores promedio esperados del resultado de 0.2492 a 0.3788 en IBM Osaka. Estos hallazgos subrayan el papel crítico de la mitigación de errores en el fortalecimiento de la confiabilidad de la computación cuántica. Los resultados sugieren que la selección de la técnica de mitigación depende del circuito cuántico y su profundidad, del tipo de hardware y de las operaciones a realizar.
Descripción
En la computación cuántica, los dispositivos cuánticos ruidosos de escala intermedia (NISQ) ofrecen capacidades computacionales sin precedentes pero son vulnerables a errores, especialmente inexactitudes en las mediciones que afectan la precisión de la computación. Este estudio explora la eficacia de las técnicas de mitigación de errores para mejorar el rendimiento de los circuitos cuánticos en dispositivos NISQ. Técnicas como el desacoplamiento dinámico (DD), la extracción de errores de lectura retorcida (T-Rex) y la extrapolación de cero ruido (ZNE) son examinadas a través de experimentación extensiva en un simulador ideal, IBM Kyoto, y computadoras cuánticas IBM Osaka. Los resultados revelan discrepancias significativas en el rendimiento en diferentes escenarios, con las técnicas de mitigación de errores mejorando notablemente tanto el resultado del estimador como los valores de la varianza, alineándose más estrechamente con los resultados del simulador ideal. Los resultados de la comparación con el simulador ideal (con un valor de resultado esperado de 0.8284) muestran que T-Rex ha mejorado los resultados en IBM Kyoto y ha aumentado el valor promedio esperado del resultado de 0.09 a 0.35. De manera similar, DD ha mejorado los valores promedio esperados del resultado de 0.2492 a 0.3788 en IBM Osaka. Estos hallazgos subrayan el papel crítico de la mitigación de errores en el fortalecimiento de la confiabilidad de la computación cuántica. Los resultados sugieren que la selección de la técnica de mitigación depende del circuito cuántico y su profundidad, del tipo de hardware y de las operaciones a realizar.