論文の概要: Constant depth fault-tolerant Clifford circuits for multi-qubit large
block codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.12328v2
- Date: Sat, 1 Aug 2020 13:43:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-27 18:33:19.789105
- Title: Constant depth fault-tolerant Clifford circuits for multi-qubit large
block codes
- Title（参考訳）: 多ビット大ブロック符号に対する定深さ耐故障クリフォード回路
- Authors: Yi-Cong Zheng, Ching-Yi Lai, Todd A. Brun, Leong-Chuan Kwek
- Abstract要約: 本稿では,Calderbank-Shor-Steane $[![n,k,d ]!]$(CSS)符号とその論理FTクリフォード回路について述べる。
任意の論理クリフォード回路の深さは、Knill または Steane 症候群測定回路を介して、$O(1)$ step emphin-situ においてフォールトトレラント的に実装可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3513645401551333
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fault-tolerant quantum computation (FTQC) schemes using large block codes
that encode $k>1$ qubits in $n$ physical qubits can potentially reduce the
resource overhead to a great extent because of their high encoding rate.
However, the fault-tolerant (FT) logical operations for the encoded qubits are
difficult to find and implement, which usually takes not only a very large
resource overhead but also long $\textit{in-situ}$ computation time. In this
paper, we focus on Calderbank-Shor-Steane $[\![ n,k,d ]\!]$ (CSS) codes and
their logical FT Clifford circuits. We show that the depth of an arbitrary
logical Clifford circuit can be implemented fault-tolerantly in $O(1)$ steps
\emph{in-situ} via either Knill or Steane syndrome measurement circuit, with
the qualified ancilla states efficiently prepared. Particularly, for those
codes satisfying $k/n\sim \Theta(1)$, the resource scaling for Clifford
circuits implementation on the logical level can be the same as on the physical
level up to a constant, which is independent of code distance $d$. With a
suitable pipeline to produce ancilla states, our scheme requires only a modest
resource cost in physical qubits, physical gates, and computation time for very
large scale FTQC.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子計算 (ftqc) スキームは、k>1$ qubits を $n$ 物理 qubits にエンコードする大きなブロックコードを使用しており、高いエンコーディングレートのためリソースオーバーヘッドを大幅に削減できる可能性がある。
しかし、符号化された量子ビットに対するフォールトトレラント(FT)論理演算は、通常非常に大きなリソースオーバーヘッドだけでなく、長い$\textit{in-situ}$計算時間もかかるため、発見と実装が困難である。
本稿では,Calderbank-Shor-Steane $[\!
[n,k,d ]\!
]$ (CSS)コードとその論理FTクリフォード回路。
任意の論理クリフォード回路の深さをknillまたはsteaneシンドローム測定回路を介してo(1)$ step \emph{in-situ} にフォールトトレラントに実装できることを示し,アシラ状態の適格化を効率的に行うことができることを示した。
特に、$k/n\sim \theta(1)$を満たすコードの場合、論理レベルにおけるclifford回路の実装のリソーススケーリングは、コード距離$d$とは独立に、物理レベルから定数までと同じである。
アンシラ状態を生成するのに適したパイプラインを用いて,本方式では物理量子ビット,物理ゲート,大規模FTQCの計算時間において,最小限のリソースコストしか必要としない。
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