論文の概要: Error Rates and Resource Overheads of Repetition Cat Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.10756v2
• Date: Wed, 31 Mar 2021 13:32:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 06:46:24.425615
• Title: Error Rates and Resource Overheads of Repetition Cat Qubits
• Title（参考訳）: 繰り返し猫キュービットの誤り率と資源オーバーヘッド
• Authors: J\'er\'emie Guillaud and Mazyar Mirrahimi
• Abstract要約: 本研究では, 繰り返しキャット量子ビットによる量子計算における誤差率と資源オーバーヘッドを解析する。 猫量子ビット上のバイアス保存ゲートのみを用いることで、フォールトトレラントな論理ゲートの普遍的なセットを構築することができる。
• 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 estimate and analyze the error rates and the resource overheads of the repetition cat qubit approach to universal and fault-tolerant quantum computation. The cat qubits stabilized by two-photon dissipation exhibit an extremely biased noise where the bit-flip error rate is exponentially suppressed with the mean number of photons. In a recent work, we suggested that the remaining phase-flip error channel could be suppressed using a 1D repetition code. Indeed, using only bias-preserving gates on the cat-qubits, it is possible to build a universal set of fault-tolerant logical gates at the level of the repetition cat qubit. In this paper, we perform Monte-Carlo simulations of all the circuits implementing the protected logical gates, using a circuit-level error model. Furthermore, we analyze two different approaches to implement a fault-tolerant Toffoli gate on repetition cat qubits. These numerical simulations indicate that very low logical error rates could be achieved with a reasonable resource overhead, and with parameters that are within the reach of near-term circuit QED experiments.
• Abstract（参考訳）: 反復キャット量子ビット法における誤差率とリソースオーバーヘッドを,普遍的かつフォールトトレラントな量子計算に対して推定し,解析する。 2光子散逸により安定化された猫量子ビットは、ビットフリップ誤差率を平均光子数で指数的に抑制する極めて偏りのあるノイズを示す。 近年の研究では,残りの位相フリップエラーチャネルを1次元繰り返し符号を用いて抑制できることが示唆された。 実際、猫キュービット上のバイアス保存ゲートのみを使用することで、反復猫キュービットのレベルでフォールトトレラント論理ゲートの普遍セットを構築することができる。 本稿では,回路レベルの誤差モデルを用いて,保護論理ゲートを実装した全回路のモンテカルロシミュレーションを行う。 さらに, 繰り返しキャットキュービット上で耐故障トフォリゲートを実装するための2つの異なる手法を解析した。 これらの数値シミュレーションは、非常に低い論理誤差率を、妥当なリソースオーバーヘッドと、短期回路QED実験の範囲内にあるパラメータで達成できることを示している。

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