論文の概要: Impact of correlations and heavy-tails on quantum error correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.11631v2
• Date: Tue, 25 May 2021 14:33:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 19:50:12.469172
• Title: Impact of correlations and heavy-tails on quantum error correction
• Title（参考訳）: 量子誤り訂正における相関と重みの影響
• Authors: B.D. Clader, Colin J. Trout, Jeff P. Barnes, Kevin Schultz, Gregory Quiroz, Paraj Titum
• Abstract要約: 重み付き分布から回転角を引いた場合,空間的および時間的に相関した単一量子ビット回転誤差は,量子回路の重み付き誤差につながることを示した。 これにより量子誤差の補正が分解され、還元されるか、場合によっては符号化された論理量子ビットが保護されない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We show that space- and time-correlated single-qubit rotation errors can lead to high-weight errors in a quantum circuit when the rotation angles are drawn from heavy-tailed distributions. This leads to a breakdown of quantum error correction, yielding reduced or in some cases no protection of the encoded logical qubits. While heavy-tailed phenomena are prevalent in the natural world, there is very little research as to whether noise with these statistics exist in current quantum processing devices. Furthermore, it is an open problem to develop tomographic or noise spectroscopy protocols that could test for the existence of noise with such statistics. These results suggest the need for quantum characterization methods that can reliably detect or reject the presence of such errors together with continued first-principles studies of the origins of space- and time-correlated noise in quantum processors. If such noise does exist, physical or control-based mitigation protocols must be developed to mitigate this noise as it would severely hinder the performance of fault-tolerant quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 重み付き分布から回転角を引いた場合,空間的および時間的関連のある単一量子ビット回転誤差は量子回路の重み付き誤差を引き起こす可能性がある。 これにより量子誤差の補正が分解され、還元されるか、場合によっては符号化された論理量子ビットが保護されない。 ヘビーテール現象は自然界で広く見られるが、現在の量子処理装置においてこれらの統計によるノイズが存在するかどうかについてはほとんど研究されていない。 さらに、そのような統計を用いてノイズの存在をテストできるトモグラフィまたはノイズスペクトロスコピープロトコルを開発することは、オープンな問題である。 これらの結果は、量子プロセッサにおける空間および時間相関ノイズの起源に関する第一原理研究の継続とともに、そのようなエラーの存在を確実に検出または拒否できる量子特性評価法の必要性を示唆する。 このようなノイズが存在する場合は、フォールトトレラント量子コンピュータの性能を著しく阻害するため、物理的または制御ベースの緩和プロトコルを開発する必要がある。

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