トポロジカルフォールトトレラントな量子誤り訂正のための連結スキーム

トポロジカルフォールトトレラントな量子誤り訂正のための連結スキーム

タイムスタンプ：22年2023月7日午前53時XNUMX分
ソースノード： 2841416

リー・ジャオイ1アイザック・キム2、パトリック・ヘイデン1

1スタンフォード大学物理学部、スタンフォード、カリフォルニア州94305、米国
2カリフォルニア大学コンピュータサイエンス学部、デイビス、CA 95616、米国

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抽象

我々は、小さな誤り検出または誤り訂正コードと三次元クラスタ状態との連結に基づいた、フォールトトレラントな量子誤り訂正スキームのファミリーを調査します。 私たちは、あらゆる回路レベルのエラーを効果的に消去エラーに変換し、そのようなエラーに対するクラスター状態の高いしきい値を活用する、フォールトトレラントな状態の準備およびデコード方式を提案します。 このような変換が可能なコードのセットを見つけて、標準的な回路レベルの脱分極モデルに対するそのパフォーマンスを研究します。 古典的なコードとの連結に基づく最高のパフォーマンスのスキームは、連結のないスキームと比較して、しきい値を $16.5%$ 改善し、時空間オーバーヘッドを $32%$ 削減します。各スキームには $10 の物理エラー率が影響します。 ^{-3}$ となり、論理エラー率は $10^{-6}$ に達します。

注目の画像: 連結された [[2, 1, 1]] 格子のセル構造を示す図。これは、私たちの研究でフォールト トレランスを強化するために採用された拡張 3D クラスター状態です。

人気の要約

エラーを制御することは、信頼性の高い量子コンピューターを構築する際の最も重要な課題の 3 つです。 この問題を解決するための主要なアプローチの 3 つは、XNUMX 次元 (XNUMXD) クラスター状態など、フォールトトレラントな量子計算に使用できるリソース状態を使用することです。 この研究では、小さな誤り検出コードを使用して XNUMXD 体心立方 (bcc) クラスター状態の誤り訂正能力を強化し、フォールトトレランスを向上させる新しい方法の概要を説明します。 私たちのアプローチは、未知のエラーを既知の場所の消去に変換し、エラーの修正を容易にすることができます。 私たちは、アプローチのパフォーマンスを数値的および分析的に研究し、現実的なノイズ モデルの下で、私たちのアプローチが従来の bcc クラスター状態よりも優れていることを最終的に実証しました。 私たちの技術は、堅牢な量子コンピューターを構築するためのツールキットを拡張します。

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によって引用

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上記の引用は SAO / NASA ADS （最後に正常に更新された2023-08-24 02:21:37）。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

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