Efficient learning of quantum noise
Notice bibliographique
Résumé
Noise is the central obstacle to building large-scale quantum computers. Quantum systems with sufficiently uncorrelated and weak noise could be used to solve computational problems that are intractable with current digital computers. There has been substantial progress towards engineering such systems. However, continued progress depends on the ability to characterize quantum noise reliably and efficiently with high precision. Here we introduce a protocol that comprehensively and efficiently characterizes the error rates of quantum noise and we experimentally implement it on a 14-qubit superconducting quantum architecture. The method returns an estimate of the effective noise with relative precision and can detect arbitrary correlated errors. We show how to construct a quantum noise correlation matrix allowing the easy visualization of all pairwise correlated errors, enabling the discovery of long-range two-qubit correlations in the 14 qubit device that had not previously been detected. These properties of the protocol make it exceptionally well suited for high-precision noise metrology in quantum information processors. Our results are the first implementation of a provably rigorous, full diagnostic protocol capable of being run on state of the art devices and beyond. These results pave the way for noise metrology in next-generation quantum devices, calibration in the presence of crosstalk, bespoke quantum error-correcting codes, and customized fault-tolerance protocols that can greatly reduce the overhead in a quantum computation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».