論文の概要: Demonstration of Shor encoding on a trapped-ion quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.01205v1
• Date: Fri, 2 Apr 2021 19:14:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-05 19:41:07.927823
• Title: Demonstration of Shor encoding on a trapped-ion quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおけるショア符号化の実証
• Authors: Nhung H. Nguyen, Muyuan Li, Alaina M. Green, Cinthia Huerta Alderete, Yingyue Zhu, Daiwei Zhu, Kenneth R. Brown, Norbert M. Linke
• Abstract要約: フォールトトレラント量子エラー補正(QEC)は、量子コンピュータの真のパワーを解き放つために重要である。 QEC符号は複数の物理量子ビットを用いて論理量子ビットを符号化し、物理量子ビットレベルのエラーに対して保護される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7036032466145112
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum error correction (QEC) is crucial for unlocking the true power of quantum computers. QEC codes use multiple physical qubits to encode a logical qubit, which is protected against errors at the physical qubit level. Here we use a trapped ion system to experimentally prepare $m$-qubit GHZ states and sample the measurement results to construct $m\times m$ logical states of the $[[m^2,1,m]]$ Shor code, up to $m=7$. The synthetic logical fidelity shows how deeper encoding can compensate for additional gate errors in state preparation for larger logical states. However, the optimal code size depends on the physical error rate and we find that $m=5$ has the best performance in our system. We further realize the direct logical encoding of the $[[9,1,3]]$ Shor code on nine qubits in a thirteen-ion chain for comparison, with $98.8(1)\%$ and $98.5(1)\%$ fidelity for state $\left\vert\pm\right\rangle_L$, respectively.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子エラー補正(QEC)は、量子コンピュータの真のパワーを解き放つために重要である。 qec符号は論理キュービットをエンコードするために複数の物理キュービットを使用し、物理キュービットレベルでのエラーから保護される。 ここでは、捕捉されたイオン系を用いて、$m$-qubit GHZ状態を実験的に作成し、測定結果をサンプル化し、$[[m^2,1,m]$ Shor符号の$m\times m$論理状態を構築する。 合成論理的忠実性は、より深いエンコーディングがより大きな論理状態のための状態準備において追加のゲートエラーを補うことを示す。 しかし、最適なコードサイズは物理的エラー率に依存しており、$m=5$が我々のシステムで最高の性能を持つことがわかった。 さらに、[[9,1,3]]$ shor を13イオンチェーンの9量子ビットで直接論理エンコーディングすることを実現し、それぞれ$\left\vert\pm\right\rangle_l$ で$8.8(1)\%$と$8.5(1)\%$ fidelity と比較した。

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