論文の概要: Enhanced noise resilience of the surface-GKP code via designed bias

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.00541v1
• Date: Wed, 1 Apr 2020 16:08:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-27 05:34:15.591683
• Title: Enhanced noise resilience of the surface-GKP code via designed bias
• Title（参考訳）: 設計バイアスによる表面GKP符号の耐雑音性の向上
• Authors: Lisa H\"anggli, Margret Heinze, and Robert Koenig
• Abstract要約: 本研究では,標準のシングルモード Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) コードと曲面コードとを連結して得られたコードについて検討する。 各モードに単一モードの一意化を適用すると、(ガウス)変位誤差に対するこの表面GKP符号の耐雑音性が向上することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the code obtained by concatenating the standard single-mode Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) code with the surface code. We show that the noise tolerance of this surface-GKP code with respect to (Gaussian) displacement errors improves when a single-mode squeezing unitary is applied to each mode assuming that the identification of quadratures with logical Pauli operators is suitably modified. We observe noise-tolerance thresholds of up to $\sigma\approx 0.58$ shift-error standard deviation when the surface code is decoded without using GKP syndrome information. In contrast, prior results by Fukui et al. and Vuillot et al. report a threshold between $\sigma\approx 0.54$ and $\sigma\approx 0.55$ for the standard (toric-, respectively) surface-GKP code. The modified surface-GKP code effectively renders the mode-level physical noise asymmetric, biasing the logical-level noise on the GKP-qubits. The code can thus benefit from the resilience of the surface code against biased noise. We use the approximate maximum likelihood decoding algorithm of Bravyi et al. to obtain our threshold estimates. Throughout, we consider an idealized scenario where measurements are noiseless and GKP states are ideal. Our work demonstrates that Gaussian encodings of individual modes can enhance concatenated codes.
• Abstract（参考訳）: 単一モードの標準 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) コードと曲面コードとを結合して得られたコードについて検討する。 本稿では,この表面GKP符号の(ガウス的)変位誤差に対する雑音耐性が,論理的パウリ演算子による二次の同定が適切であるとして,各モードに単一モードのスキーズユニタリを適用した場合に向上することを示す。 我々は,GKP症候群情報を使わずに,表面コードがデコードされた場合,最大$\sigma\approx 0.58$シフトエラー標準偏差の耐雑音閾値を観測する。 対照的に、福井らによる以前の結果とVuillotらは、標準のGKP符号に対して$\sigma\approx 0.54$と$\sigma\approx 0.55$の閾値を報告している。 修正された表面GKP符号は、GKP量子ビット上の論理レベルノイズを偏り、モードレベルの物理ノイズを非対称に効果的にレンダリングする。 これにより、バイアスドノイズに対する表面コードのレジリエンスを享受することができる。 我々はbravyiらによる近似最大度復号アルゴリズムを用いてしきい値推定を行う。 全体として、計測がノイズなく、GKP状態が理想となる理想的なシナリオを考える。 我々の研究は、個別モードのガウス符号化が連結符号を強化することを実証している。

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