JP2022126618A - 量子デバイスのノイズ除去方法および装置、電子機器、コンピュータ可読記憶媒体並びにコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
整数の集合{1,…,K}中の各整数k(k∈{1,…,K})に対して、中間量子状態に対してノイズチャンネルをk回作用させて、整数kごとに対応する結果量子状態を得ることを含み、且つk回目の結果量子状態はk-1回目に得られた結果量子状態に基づいて得られたものである。
Ωp(ρ)=(1-p)*ρ+p*I/2 (4)
なお、上述した様々な形態のフローを用いて、ステップを並び替え、追加または削除を行うことができることを理解すべきである。例えば、本出願に記載された各ステップは、本出願に開示された技術方案の所望の結果が達成できる限り、並行して実行されてもよく、順番に実行されてもよく、異なる順序で実行されてもよい。本明細書はここで制限はしない。
Claims (17)
- 実量子デバイスのノイズチャンネルを取得するステップと、
前記ノイズチャンネルに基づいて切り捨て係数を確定するステップであって、前記切り捨て係数は、現在の誤差許容度での前記ノイズチャンネルのノイマン級数の展開項の数を表すものである、確定するステップと、
前記実量子デバイスを稼働して、中間量子状態を生成するステップと、
前記中間量子状態に対して前記ノイズチャンネルを前記切り捨て係数に等しい回数反復作用し、毎回の反復は前回の反復の結果に基づいて行われるステップと、
前記中間量子状態と毎回の反復によって得られた結果量子状態とに基づいて、前記実量子デバイスに対応する理想量子デバイスのゼロノイズ期待値を計算して得るステップと
を含んでなる、量子デバイスのノイズ除去方法。 - 前記の、実量子デバイスのノイズチャンネルを取得するステップは、
量子プロセストモグラフィー法または量子ゲートセットトモグラフィー法を用いて、実量子デバイスのノイズチャンネルを取得することを含む、請求項1に記載のノイズ除去方法。 - 前記ノイズチャンネルに基づいて切り捨て係数を確定するステップは、
複数の異なる整数のそれぞれに基づいて、前記実量子デバイスの初期量子状態に対して前記ノイズチャンネルを該整数回反復作用し、毎回の反復は前回の反復の結果に基づいて行われ、毎回の反復に対応するノイズ量子状態を得ることと、
毎回の反復に対応するノイズ量子状態に基づいて、各ノイズ量子状態に対応するノイズ含有期待値を計算することと、
毎回の作用によるすべてのノイズ含有期待値に基づいて、ノイマン級数を用いて期待値曲線をプロットすることと、
毎回の作用に対応する期待値曲線に基づいて前記切り捨て係数を確定することと
を含む、請求項1に記載のノイズ除去方法。 - 前記の、毎回の作用に対応する期待値曲線に基づいて前記切り捨て係数を確定することは、
すべての作用に対応するすべての期待値曲線のうちの収束曲線を確定することと、
いずれかの収束曲線に対応する整数を前記切り捨て係数とすることと
を含む、請求項4に記載のノイズ除去方法。 - 前記の、前記中間量子状態と毎回の反復によって得られた結果量子状態とに基づいて、前記実量子デバイスに対応する理想量子デバイスのゼロノイズ期待値を計算して得るステップは、
前記中間量子状態と毎回の反復によって得られた結果量子状態とに基づいて、ノイズ含有期待値を計算することと、
すべての結果量子状態に対応するノイズ含有期待値と前記中間量子状態に対応するノイズ含有期待値とに基づいて、ノイマン級数を用いて、前記実量子デバイスに対応する理想量子デバイスのゼロノイズ期待値の不偏推定値を計算して得ることと
を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載のノイズ除去方法。 - 前記実量子デバイスは、変分量子固有値ソルバーアルゴリズムの量子プロセッサであり、前記ゼロノイズ期待値は、前記変分量子固有値ソルバーアルゴリズムの量子プロセッサに対応するゼロノイズ期待値である、請求項6に記載のノイズ除去方法。
- 実量子デバイスのノイズチャンネルを取得するように構成される取得ユニットと、
前記ノイズチャンネルに基づいて切り捨て係数を確定するように構成される確定ユニットであって、前記切り捨て係数は、現在の誤差許容度での前記ノイズチャンネルのノイマン級数の展開項の数を表す確定ユニットと、
前記実量子デバイスを稼働して、中間量子状態を生成するように構成される生成ユニットと、
前記中間量子状態に対して前記ノイズチャンネルを前記切り捨て係数に等しい回数反復作用し、毎回の反復は前回の反復の結果に基づいて行われるように構成される作用ユニットと、
前記中間量子状態と、毎回の反復によって得られた結果量子状態とに基づいて、前記実量子デバイスに対応する理想量子デバイスのゼロノイズ期待値を計算するように構成される計算ユニットと
を備えてなる、量子デバイスのノイズ除去装置。 - 前記取得ユニットは、さらに、
量子プロセストモグラフィー法または量子ゲートセットトモグラフィー法を用いて、実量子デバイスのノイズチャンネルを取得するように構成される、請求項8に記載のノイズ除去装置。 - 前記確定ユニットは、
複数の異なる整数のそれぞれに基づいて、前記実量子デバイスの初期量子状態に対して前記ノイズチャンネルを該整数回反復作用し、毎回の反復は前回の反復の結果に基づいて行われ、毎回の反復に対応するノイズ量子状態を得るように構成される取得モジュールと、
毎回の反復に対応するノイズ量子状態に基づいて、各ノイズ量子状態に対応するノイズ含有期待値を計算するように構成される期待値計算モジュールと、
毎回の作用によるすべてのノイズ含有期待値に基づいて、ノイマン級数を用いて期待値曲線をプロットするように構成されるプロットモジュールと、
毎回の作用に対応する期待値曲線に基づいて前記切り捨て係数を確定するように構成される位置特定モジュールと
を備える、請求項8に記載のノイズ除去装置。 - 前記位置特定モジュールは、
すべての作用に対応するすべての期待値曲線のうちの収束曲線を確定するように構成される確定サブモジュールと、
いずれかの収束曲線に対応する整数を前記切り捨て係数とするように構成される作用サブモジュールと
を備える、請求項11に記載のノイズ除去装置。 - 前記計算ユニットは、
前記中間量子状態と毎回の反復によって得られた結果量子状態とに基づいて、ノイズ含有期待値を計算するように構成されるノイズ含有期待値計算モジュールと、
すべての結果量子状態に対応するノイズ含有期待値と前記中間量子状態に対応するノイズ含有期待値とに基づいて、ノイマン級数を用いて、前記実量子デバイスに対応する理想量子デバイスのゼロノイズ期待値の不偏推定値を計算して得るように構成されるゼロノイズ期待値計算モジュールと
を備える、請求項8~12のいずれか1項に記載のノイズ除去装置。 - 前記実量子デバイスは、変分量子固有値ソルバーアルゴリズムの量子プロセッサであり、前記ゼロノイズ期待値は、前記変分量子固有値ソルバーアルゴリズムの量子プロセッサに対応するゼロノイズ期待値である、請求項13に記載のノイズ除去装置。
- 少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサと通信可能に接続されたメモリと
を備えてなる電子機器であって、
前記メモリには、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能な指令が格納されており、前記指令が前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも1つのプロセッサに請求項1~7のいずれか1項に記載のノイズ除去方法を実行させるものである、電子機器。 - コンピュータ指令が格納されている非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記コンピュータ指令は請求項1~7のいずれか1項に記載のノイズ除去方法をコンピュータに実行させるために用いられるものである、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - プロセッサによって実行されるとき、請求項1~7のいずれか1項に記載のノイズ除去方法が実現されるコンピュータプログラム。
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