論文の概要: Sensor-assisted fault mitigation in quantum computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.12423v1
• Date: Wed, 23 Dec 2020 00:17:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-19 19:55:48.088418
• Title: Sensor-assisted fault mitigation in quantum computation
• Title（参考訳）: 量子計算におけるセンサ支援故障緩和
• Authors: John L. Orrell and Ben Loer
• Abstract要約: 本稿では,物理量子ビット近傍に近接するセンサを用いて,量子計算における故障軽減を支援する手法を提案する。 最も単純なスキームでは、コロケーションセンサーは環境障害の影響を受けやすい計算の拒絶を効果的に支援する。 標準の3ビットビットビットフリップ量子誤り訂正符号の特定の場合において、キュービット当たりの総誤差確率が20%である場合、繰り返し計算の約90%が修正可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: We propose a method to assist fault mitigation in quantum computation through the use of sensors co-located near physical qubits. Specifically, we consider using transition edge sensors co-located on silicon substrates hosting superconducting qubits to monitor for energy injection from ionizing radiation, which has been demonstrated to increase decoherence in transmon qubits. We generalize from these two physical device concepts and explore the potential advantages of co-located sensors to assist fault mitigation in quantum computation. In the simplest scheme, co-located sensors beneficially assist rejection of calculations potentially affected by environmental disturbances. Investigating the potential computational advantage further required development of an extension to the standard formulation of quantum error correction. In a specific case of the standard three-qubit, bit-flip quantum error correction code, we show that given a 20% overall error probability per qubit, approximately 90% of repeated calculation attempts are correctable. However, when sensor-detectable errors account for 45% of overall error probability, the use of co-located sensors uniquely associated with independent qubits boosts the fraction of correct final-state calculations to 96%, at the cost of rejecting 7% of repeated calculation attempts.
• Abstract（参考訳）: 物理量子ビット近傍のセンサを用いて,量子計算における故障軽減を支援する手法を提案する。 具体的には,超伝導量子ビットを担持するシリコン基板上に配向する遷移端センサを用いて,電離放射線からのエネルギー注入を監視することを検討した。 これら2つの物理的デバイスの概念を一般化し、量子計算における障害緩和を支援する共配置センサの潜在的な利点を探求する。 最も単純なスキームでは、コロケーションセンサーは環境障害の影響を受けやすい計算の拒絶を効果的に支援する。 潜在的な計算上の利点を調査するには、量子誤差補正の標準定式化への拡張が必要である。 標準の3ビットビットビットフリップ量子誤り訂正符号の特定の場合において、キュービット当たりの総誤差確率が20%である場合、繰り返し計算の約90%が修正可能であることを示す。 しかし、センサ検出可能な誤差が全体のエラー確率の45%を占める場合、独立量子ビットと一意に関連付けられたコロケーションセンサーの使用は、繰り返し計算の試みの7%を拒否するコストで、正しい最終状態計算の比率を96%に引き上げる。

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