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古典的学習代理によるサンプル効率の良い量子エラー緩和

Sample-efficient quantum error mitigation via classical learning surrogates

http://arxiv.org/abs/2511.07092v1


近未来の量子プロセッサにおける実用的な量子利用には、固有のノイズが大きな障害となります。量子エラー緩和(QEM)は、比較的低いキュービットオーバーヘッドで計算の忠実性を向上させる解決策の一つであり、完全な量子エラー訂正はまだ先の目標とされています。本稿では、ゼロノイズ外挿(ZNE)という広く用いられるQEM手法に焦点を当て、古典的学習代理を活用して全ての計算を古典側で行うサロゲート対応ZNE(S-ZNE)を提案します。従来のZNEとは異なり、S-ZNEは量子回路ファミリー全体に対して一定の測定オーバーヘッドのみを必要とし、優れたスケーラビリティを提供します。理論的な分析により、S-ZNEは多くの実用的なシナリオで従来のZNEに匹敵する精度を達成し、最大100キュービットの基底状態エネルギーおよび量子メトロロジーのタスクに対する数値実験でその効果が確認されました。このアプローチは他の量子エラー緩和プロトコルにも拡張可能であり、スケーラブルなエラー緩和への有望な道を開くものです。