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Digital zero noise extrapolation for quantum error mitigation

机译：数字零噪声外推法可减轻量子误差

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Zero-noise extrapolation (ZNE) is an increasingly popular technique for mitigating errors in noisy quantum computations without using additional quantum resources. We review the fundamentals of ZNE and propose several improvements to noise scaling and extrapolation, the two key components in the technique. We introduce unitary folding and parameterized noise scaling. These are digital noise scaling frameworks, i.e. one can apply them using only gate-level access common to most quantum instruction sets. We also study different extrapolation methods, including a new adaptive protocol that uses a statistical inference framework. Benchmarks of our techniques show error reductions of 18X to 24X over non-mitigated circuits and demonstrate ZNE's effectiveness at larger qubit numbers than have been tested previously. In addition to presenting new results, this work is a self-contained introduction to the practical use of ZNE by quantum programmers.
机译：零噪声外推（ZNE）是一种在不使用额外量子资源的情况下缓解噪声量子计算中的错误的日益流行的技术。我们回顾了ZNE的基本原理，并提出了对噪声定标和外推法（该技术的两个关键组成部分）的一些改进。我们介绍了单一折叠和参数化噪声缩放。这些是数字噪声缩放框架，即可以仅使用大多数量子指令集共有的门级访问来应用它们。我们还研究了不同的外推方法，包括使用统计推断框架的新自适应协议。我们的技术基准表明，与非缓和电路相比，其误差减少了18倍至24倍，并证明了ZNE在更大的量子位数量上的有效性。除了提供新的结果之外，这项工作是量子程序员实际使用ZNE的自成体系的介绍。

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