論文の概要: A hardware-efficient leakage-reduction scheme for quantum error correction with superconducting transmon qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.08336v2
• Date: Tue, 6 Jul 2021 11:20:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-11 00:12:59.640921
• Title: A hardware-efficient leakage-reduction scheme for quantum error correction with superconducting transmon qubits
• Title（参考訳）: 超伝導トランスモン量子ビットを用いた量子誤り訂正のためのハードウェア効率のリーク低減手法
• Authors: Francesco Battistel, Boris M. Varbanov, Barbara M. Terhal
• Abstract要約: 量子ビット計算部分空間の外の漏れは量子エラー補正(QEC)に脅威をもたらす 本稿では,2つのリーク低減ユニット(LRU)を用いて,これらの問題をトランスモンベースサーフェスコードに対して緩和する手法を提案する。 これは論理的誤り率の大幅な低減につながることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6328866317851185
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Leakage outside of the qubit computational subspace poses a threatening challenge to quantum error correction (QEC). We propose a scheme using two leakage-reduction units (LRUs) that mitigate these issues for a transmon-based surface code, without requiring an overhead in terms of hardware or QEC-cycle time as in previous proposals. For data qubits we consider a microwave drive to transfer leakage to the readout resonator, where it quickly decays, ensuring that this negligibly affects the coherence within the computational subspace for realistic system parameters. For ancilla qubits we apply a $|1\rangle\leftrightarrow|2\rangle$ $\pi$ pulse conditioned on the measurement outcome. Using density-matrix simulations of the distance-3 surface code we show that the average leakage lifetime is reduced to almost 1 QEC cycle, even when the LRUs are implemented with limited fidelity. Furthermore, we show that this leads to a significant reduction of the logical error rate. This LRU scheme opens the prospect for near-term scalable QEC demonstrations.
• Abstract（参考訳）: 量子ビット計算部分空間の外の漏れは、量子エラー補正(QEC)に脅威をもたらす。 ハードウェアやQECサイクルのオーバヘッドを必要とせず、2つのリーク低減ユニット(LRU)を用いてこれらの問題をトランスモンベースサーフェスコードで緩和する手法を提案する。 データキュービットの場合、マイクロ波ドライブは読み出し共振器に漏れを転送し、すぐに減衰し、現実のシステムパラメータに対する計算サブスペース内のコヒーレンスに不可逆的に影響することを保証する。 ancilla qubitsの場合、測定結果に基づいて条件付けられた$|1\rangle\leftrightarrow|2\rangle$$\pi$ pulseを適用する。 距離3面符号の密度行列シミュレーションを用いて,LRUが有限性に制限された場合にも,平均リーク寿命がほぼ1QECサイクルに短縮されることを示す。 さらに,これは論理誤差率の大幅な低減につながることを示す。 このLRUスキームは、短期的なスケーラブルQEC実証の可能性を開放する。

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