論文の概要: Fundamental thresholds of realistic quantum error correction circuits from classical spin models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.04847v2
• Date: Wed, 22 Dec 2021 09:58:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 05:36:47.077784
• Title: Fundamental thresholds of realistic quantum error correction circuits from classical spin models
• Title（参考訳）: 古典スピンモデルによる現実的量子誤り補正回路の基本しきい値
• Authors: Davide Vodola, Manuel Rispler, Seyong Kim, Markus M\"uller
• Abstract要約: モンテカルロシミュレーションを用いて、関連する相互作用スピンモデルの位相図を解析する。 提案手法は,特定の復号化戦略とは無関係に,QEC符号と関連する読み出し回路の基本しきい値を評価するための手段を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Mapping quantum error correcting codes to classical disordered statistical mechanics models and studying the phase diagram of the latter has proven a powerful tool to study the fundamental error robustness and associated critical error thresholds of leading quantum error correcting codes under phenomenological noise models. In this work, we extend this mapping to admit realistic, multi-parameter faulty quantum circuits in the description of quantum error correcting codes. Based on the underlying microscopic circuit noise model, we first systematically derive the associated strongly correlated classical spin models. We illustrate this approach in detail for the example of a quantum repetition code in which faulty stabilizer readout circuits are periodically applied. Finally, we use Monte-Carlo simulations to study the resulting phase diagram of the associated interacting spin model and benchmark our results against a minimum-weight perfect matching decoder. The presented method provides an avenue to assess the fundamental thresholds of QEC codes and associated readout circuitry, independent of specific decoding strategies, and can thereby help guiding the development of near-term QEC hardware.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正符号を古典的乱れ統計力学モデルにマッピングし、後者の位相図を研究することは、現象論的ノイズモデルの下での先行量子誤り訂正符号の基本的誤差堅牢性と関連する臨界誤差閾値を研究する強力なツールであることが証明された。 本研究では、このマッピングを拡張し、現実的でマルチパラメータの故障量子回路を量子誤り訂正符号の記述に含める。 基礎となる微視的回路ノイズモデルに基づいて,まず,関連する強相関古典スピンモデルを体系的に導出する。 本手法は, 故障安定化回路を周期的に適用する量子反復符号の例について詳細に説明する。 最後に、モンテカルロシミュレーションを用いて相互作用スピンモデルの位相図を解析し、最小ウェイトの完全マッチングデコーダに対して結果のベンチマークを行う。 提案手法は、特定の復号化戦略とは無関係に、qec符号と関連する読み出し回路の基本しきい値を評価する手段を提供し、これにより、短期的なqecハードウェアの開発を導くことができる。

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