Modelado y simulación del comportamiento ruidoso de computadoras cuánticas a corto plazo

El ruido domina todos los aspectos de las computadoras cuánticas a corto plazo, lo que hace que sea extremadamente difícil realizar incluso cálculos pequeños. En este artículo nos ocupamos del modelado del ruido en computadoras cuánticas intermedias ruidosas. Nos enfocamos en tres grupos de errores que representan las principales fuentes de ruido durante un cálculo y presentamos canales cuánticos que modelan cada fuente. Diseñamos un modelo de ruido que combina los tres canales de ruido y simula la evolución de la computadora cuántica utilizando sus tasas de error calibradas. Realizamos varios experimentos de nuestro modelo, mostrando su comportamiento en comparación con otros modelos de ruido y una computadora cuántica de IBM. Encontramos que nuestro modelo proporciona una mejor aproximación del comportamiento de la computadora cuántica que los otros modelos. A continuación, utilizamos un algoritmo genético para optimizar los parámetros utilizados por nuestro modelo de ruido, acercando aún más el comportamiento del modelo a la computadora cuántica. Finalmente, una comparación entre los parámetros pre y postoptimización revela que, según nuestro modelo, ciertas operaciones pueden ser más o menos erróneas de lo que muestran los parámetros calibrados por el hardware.