論文の概要: Subsystem codes with high thresholds by gauge fixing and reduced qubit overhead

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.09626v2
• Date: Fri, 15 Oct 2021 10:23:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-28 08:01:58.845879
• Title: Subsystem codes with high thresholds by gauge fixing and reduced qubit overhead
• Title（参考訳）: ゲージ固定とキュービットオーバーヘッド低減によるしきい値の高いサブシステムコード
• Authors: Oscar Higgott, Nikolas P. Breuckmann
• Abstract要約: 本稿では,ゲージ修正を用いてサブシステム符号の量子誤り訂正性能を大幅に向上させる手法を提案する。 我々は、チェック演算子の測定順序を変更することにより、回路レベルの偏極ノイズの閾値を0.67%$から0.81%$に引き上げる。 3ビットチェック演算子と最適深さパリティチェック測定スケジュールを備えた有限レートLDPC符号のファミリを構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.33024001730262
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a technique that uses gauge fixing to significantly improve the quantum error correcting performance of subsystem codes. By changing the order in which check operators are measured, valuable additional information can be gained, and we introduce a new method for decoding which uses this information to improve performance. Applied to the subsystem toric code with three-qubit check operators, we increase the threshold under circuit-level depolarising noise from $0.67\%$ to $0.81\%$. The threshold increases further under a circuit-level noise model with small finite bias, up to $2.22\%$ for infinite bias. Furthermore, we construct families of finite-rate subsystem LDPC codes with three-qubit check operators and optimal-depth parity-check measurement schedules. To the best of our knowledge, these finite-rate subsystem codes outperform all known codes at circuit-level depolarising error rates as high as $0.2\%$, where they have a qubit overhead that is $4.3\times$ lower than the most efficient version of the surface code and $5.1\times$ lower than the subsystem toric code. Their threshold and pseudo-threshold exceeds $0.42\%$ for circuit-level depolarising noise, increasing to $2.4\%$ under infinite bias using gauge fixing.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,ゲージ修正を用いてサブシステム符号の量子誤り訂正性能を大幅に向上させる手法を提案する。 チェック演算子の測定順序を変更することで、付加価値の高い情報を得ることができ、この情報を用いて性能を向上させる新しい復号法を提案する。 3量子チェック演算子を持つサブシステムトーリック符号に適用すると、回路レベルの分極ノイズの下でのしきい値が0.67\%$から0.81\%$に増加する。 閾値は、小さな有限バイアスを持つ回路レベルのノイズモデルの下でさらに増大し、無限バイアスに対して最大2.22\%$となる。 さらに、3ビットチェック演算子と最適深さパリティチェック測定スケジュールを持つ有限レートサブシステムLDPC符号のファミリを構築する。 我々の知る限り、これらの有限レートのサブシステムは、回路レベルの非偏極誤差率ですべての既知のコードを0.2$で上回り、そこでは、最も効率的な曲面コードよりも4.3\times$、サブシステムのトーリックコードより5.1\times$低いクォービットオーバーヘッドを持つ。 閾値と擬似スレッショルドは回路レベルの非分極ノイズに対して0.42\%$を超え、ゲージ固定による無限バイアス下では2.4\%$になる。

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