Uncovering ultimate capability of quantum error mitigation

• Project/Area Number: 24K16975
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高木 隆司 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90984550)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 量子情報理論

Outline of Research at the Start

Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) デバイスと呼ばれる中規模の量子コンピュータが実現可能となってきた今日の量情報科学の大きな問題は、NISQデバイスの究極的性能を理論的に明らかにすることである。NISQデバイスの運用上の最大の困難はノイズであることから、量子誤り抑制法の究極的な性能を理解することで、NISQデバイスの性能に直接的な洞察を与えることが可能となる。本研究では、誤り抑制の最大の障壁であるサンプリングコストに着目し、機械学習、エンタングルメント、量子リソースの３つの観点から一般の量子誤り抑制法にかかる普遍的な制限を明らかにすることを目指す。