論文の概要: Fault-Tolerant Operation of a Quantum Error-Correction Code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.11482v2
• Date: Thu, 7 Jan 2021 18:52:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 02:51:28.589893
• Title: Fault-Tolerant Operation of a Quantum Error-Correction Code
• Title（参考訳）: 量子誤り訂正符号のフォールトトレラント動作
• Authors: Laird Egan, Dripto M. Debroy, Crystal Noel, Andrew Risinger, Daiwei Zhu, Debopriyo Biswas, Michael Newman, Muyuan Li, Kenneth R. Brown, Marko Cetina, Christopher Monroe
• Abstract要約: 量子誤り訂正は、脆弱な量子情報をより大きな量子系に符号化することによって保護する。 フォールトトレラント回路は論理量子ビットを操作しながらエラーの拡散を含む。 我々は,現在の量子システムにおいて,フォールトトレラント回路が高精度な論理プリミティブを実現することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.835073691235972
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error correction protects fragile quantum information by encoding it into a larger quantum system. These extra degrees of freedom enable the detection and correction of errors, but also increase the operational complexity of the encoded logical qubit. Fault-tolerant circuits contain the spread of errors while operating the logical qubit, and are essential for realizing error suppression in practice. While fault-tolerant design works in principle, it has not previously been demonstrated in an error-corrected physical system with native noise characteristics. In this work, we experimentally demonstrate fault-tolerant preparation, measurement, rotation, and stabilizer measurement of a Bacon-Shor logical qubit using 13 trapped ion qubits. When we compare these fault-tolerant protocols to non-fault tolerant protocols, we see significant reductions in the error rates of the logical primitives in the presence of noise. The result of fault-tolerant design is an average state preparation and measurement error of 0.6% and a Clifford gate error of 0.3% after error correction. Additionally, we prepare magic states with fidelities exceeding the distillation threshold, demonstrating all of the key single-qubit ingredients required for universal fault-tolerant operation. These results demonstrate that fault-tolerant circuits enable highly accurate logical primitives in current quantum systems. With improved two-qubit gates and the use of intermediate measurements, a stabilized logical qubit can be achieved.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差補正は、脆弱な量子情報をより大きな量子系にエンコードすることで保護する。 これらの余分な自由度はエラーの検出と修正を可能にするだけでなく、符号化された論理キュービットの操作の複雑さも増す。 フォールトトレラント回路は論理量子ビットの操作中にエラーの拡散を含み、実際はエラー抑制を実現するのに不可欠である。 耐故障設計は原則として機能するが、従来はネイティブノイズ特性を持つ誤り訂正物理系では実証されていない。 本研究では,13個のイオン量子ビットを用いたBacon-Shor論理量子ビットの耐故障性,測定,回転,安定度の測定実験を行った。 これらのフォールトトレラントプロトコルと非フォールトトレラントプロトコルを比較すると、ノイズの存在下での論理プリミティブのエラーレートが大幅に低下する。 耐故障設計の結果、平均状態準備と測定誤差は0.6%、クリフォードゲート誤差は0.3%である。 さらに, 蒸留しきい値を超える精細度を持つマジック状態を作成し, 普遍的フォールトトレラント操作に必要な1キュービット成分のすべてを示す。 これらの結果は、フォールトトレラント回路が現在の量子システムにおいて高精度な論理プリミティブを可能にすることを示している。 改良された2量子ゲートと中間測定の使用により、安定な論理量子ビットを実現することができる。

関連論文リスト

• Analysis of Maximum Threshold and Quantum Security for Fault-Tolerant Encoding and Decoding Scheme Base on Steane Code [10.853582091917236]
  エンコードされたブロックのCNOTゲートがエラーの伝播を引き起こす可能性があるため、オリジナルのSteaneコードはフォールトトレラントではない。 まず, 誤り訂正期間において, 量子ゲート毎に発生する全てのエラーを解析するフォールトトレラント符号化・復号方式を提案する。 次に、耐故障性の準備とアシラリー状態の検証を含む、普遍量子ゲート集合の耐故障性スキームを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-07T07:46:03Z)
• Fault-tolerant quantum computation using large spin cat-codes [0.8640652806228457]
  本研究では、スピンキャット符号を用いて、大きなスピンキュウトに符号化された量子ビットに基づいて、フォールトトレラントな量子誤り訂正プロトコルを構築する。 我々は、量子制御とライダーベルク封鎖を用いて、ランク保存されたCNOTゲートを含む普遍ゲートセットを生成する方法を示す。 これらの知見は、量子情報処理において、耐障害性、高いしきい値、リソースオーバーヘッドを低減できる可能性を持つ、大きなスピンで量子ビットを符号化する方法を舗装している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-08T22:56:05Z)
• Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
  量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。 本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。 提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z)
• Realizing Repeated Quantum Error Correction in a Distance-Three Surface Code [42.394110572265376]
  本稿では,エラーに対する極めて高い耐性を有する表面符号を用いた量子誤り訂正法について述べる。 誤差補正サイクルにおいて、論理量子ビットの4つの基数状態の保存を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-07T13:58:44Z)
• Fault-tolerant operation of a logical qubit in a diamond quantum processor [0.21670084965090575]
  ダイヤモンド中のスピン量子ビットを用いた論理量子ビット上のフォールトトレラント動作を実演する。 論理量子ビットレベルでのフォールトトレラントプロトコルの実現は、大規模量子情報処理の鍵となるステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:39:25Z)
• Performance of teleportation-based error correction circuits for bosonic codes with noisy measurements [58.720142291102135]
  テレポーテーションに基づく誤り訂正回路を用いて、回転対称符号の誤り訂正能力を解析する。 マイクロ波光学における現在達成可能な測定効率により, ボソニック回転符号の破壊ポテンシャルは著しく低下することが判明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-02T16:12:13Z)
• Fault-tolerant parity readout on a shuttling-based trapped-ion quantum computer [64.47265213752996]
  耐故障性ウェイト4パリティチェック測定方式を実験的に実証した。 フラグ条件パリティ測定の単発忠実度は93.2(2)%である。 このスキームは、安定化器量子誤り訂正プロトコルの幅広いクラスにおいて必須な構成要素である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-13T20:08:04Z)
• Exponential suppression of bit or phase flip errors with repetitive error correction [56.362599585843085]
  最先端の量子プラットフォームは通常、物理的エラーレートが10～3ドル近くである。 量子誤り訂正(QEC)は、多くの物理量子ビットに量子論理情報を分散することで、この分割を橋渡しすることを約束する。 超伝導量子ビットの2次元格子に埋め込まれた1次元繰り返し符号を実装し、ビットまたは位相フリップ誤差の指数的抑制を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-11T17:11:20Z)
• Crosstalk Suppression for Fault-tolerant Quantum Error Correction with Trapped Ions [62.997667081978825]
  本稿では、電波トラップで閉じ込められた1本のイオン列をベースとした量子計算アーキテクチャにおけるクロストーク誤差の研究を行い、個別に調整されたレーザービームで操作する。 この種の誤差は、理想的には、異なるアクティブな量子ビットのセットで処理される単一量子ゲートと2量子ビットの量子ゲートが適用されている間は、未修正のままであるオブザーバー量子ビットに影響を及ぼす。 我々は,第1原理からクロストーク誤りを微視的にモデル化し,コヒーレント対非コヒーレントなエラーモデリングの重要性を示す詳細な研究を行い,ゲートレベルでクロストークを積極的に抑制するための戦略について議論する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-21T14:20:40Z)
• Optical demonstration of quantum fault-tolerant threshold [2.6098148548199047]
  実用的な量子計算における大きな課題は、量子システムと環境との相互作用によって引き起こされる不可解な誤りである。 論理量子ビットをいくつかの物理量子ビットで符号化したフォールトトレラントスキームは、誤りの存在下で論理量子ビットの正しい出力を可能にする。 本稿では,特殊耐故障プロトコルにおけるしきい値の存在を実験的に実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T13:23:29Z)
• Deterministic correction of qubit loss [48.43720700248091]
  量子ビットの損失は、大規模かつフォールトトレラントな量子情報プロセッサに対する根本的な障害の1つである。 トポロジカル曲面符号の最小インスタンスに対して、量子ビット損失検出と補正の完全なサイクルの実装を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-21T19:48:53Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。