論文の概要: Practical quantum error correction with the XZZX code and Kerr-cat qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.09539v2
• Date: Mon, 18 Oct 2021 07:35:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 04:30:23.372318
• Title: Practical quantum error correction with the XZZX code and Kerr-cat qubits
• Title（参考訳）: XZZX符号とKerr-cat量子ビットを用いた実用的な量子誤差補正
• Authors: Andrew S. Darmawan, Benjamin J. Brown, Arne L. Grimsmo, David K. Tuckett, and Shruti Puri
• Abstract要約: 我々は、XZZX曲面コードとKerr-cat量子ビットを連結することにより、顕著な誤り訂正性能を示す。 我々のシステムは、物理的に合理的なパラメータ体系の中で、$p_mathrm CX sim 6.5%のしきい値門の不忠実度以下でスケーラブルである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.446672595462589
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The development of robust architectures capable of large-scale fault-tolerant quantum computation should consider both their quantum error-correcting codes, and the underlying physical qubits upon which they are built, in tandem. Following this design principle we demonstrate remarkable error correction performance by concatenating the XZZX surface code with Kerr-cat qubits. We contrast several variants of fault-tolerant systems undergoing different circuit noise models that reflect the physics of Kerr-cat qubits. Our simulations show that our system is scalable below a threshold gate infidelity of $p_\mathrm{CX} \sim 6.5\%$ within a physically reasonable parameter regime, where $p_\mathrm{CX}$ is the infidelity of the noisiest gate of our system; the controlled-not gate. This threshold can be reached in a superconducting circuit architecture with a Kerr-nonlinearity of $10$MHz, a $\sim 6.25$ photon cat qubit, single-photon lifetime of $\gtrsim 64\mu$s, and thermal photon population $\lesssim 8\%$. Such parameters are routinely achieved in superconducting circuits.
• Abstract（参考訳）: 大規模フォールトトレラント量子計算が可能なロバストなアーキテクチャの開発は、それらの量子誤り訂正符号と、それらが構築される物理キュービットの両方をタンデムで考慮すべきである。 この設計原理に従い、xzzx表面コードをkerr-cat qubitsに結合することにより、顕著な誤り訂正性能を示す。 我々は,kerr-cat 量子ビットの物理を反映する異なる回路ノイズモデルを行う耐故障システムのいくつかの変種を対比する。 シミュレーションにより,我々のシステムは,物理的に合理的なパラメータ体系内での閾値ゲートの不忠実さ以下でスケーラブルであることが示され,そこでは,p_\mathrm{CX}$は,我々のシステムの最もノイズの多いゲートである制御ノットゲートの不忠実さである。 このしきい値は、kerr-nonlinearityが10$mhz、$\sim 6.25$ photon cat qubit、single-photon lifetimeが$\gtrsim 64\mu$s、thermal photon population $\lesssim 8\%$の超伝導回路アーキテクチャで達成できる。 このようなパラメータは超伝導回路で定期的に達成される。

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