論文の概要: Sampling-based quasiprobability simulation for fault-tolerant quantum error correction on the surface codes under coherent noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.04478v2
• Date: Fri, 19 Nov 2021 16:01:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 23:22:10.130485
• Title: Sampling-based quasiprobability simulation for fault-tolerant quantum error correction on the surface codes under coherent noise
• Title（参考訳）: コヒーレントノイズ下での表面符号上のフォールトトレラント量子誤差補正のためのサンプリングベース準確率シミュレーション
• Authors: Shigeo Hakkaku, Kosuke Mitarai, and Keisuke Fujii
• Abstract要約: コヒーレントノイズ下でのフォールトトレラントな量子誤差補正のためのサンプリングベースシミュレーションを提案する。 非コヒーレントノイズとコヒーレントノイズの混合を、準確率分布を持つクリフォードチャネルに分解する。 その結果,コヒーレント誤差は論理誤差率を増加させることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6181093777643575
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a sampling-based simulation for fault-tolerant quantum error correction under coherent noise. A mixture of incoherent and coherent noise, possibly due to over-rotation, is decomposed into Clifford channels with a quasiprobability distribution. Then, an unbiased estimator of the logical error probability is constructed by sampling Clifford channels with an appropriate postprocessing. We characterize the sampling cost via the channel robustness and find that the proposed sampling-based method is feasible even for planar surface codes with relatively large code distances intractable for full state-vector simulations. As a demonstration, we simulate repetitive faulty syndrome measurements on the planar surface code of distance 5 with 81 qubits. We find that the coherent error increases the logical error rate. This is a practical application of the quasiprobability simulation for a meaningful task and would be useful to explore experimental quantum error correction on the near-term quantum devices.
• Abstract（参考訳）: コヒーレントノイズ下でのフォールトトレラント量子誤差補正のためのサンプリングベースシミュレーションを提案する。 非コヒーレントノイズとコヒーレントノイズの混合は、おそらく過回転のため、準確率分布を持つクリフォードチャネルに分解される。 そして、適切な後処理でクリフォードチャネルをサンプリングすることにより、論理誤差確率の偏りのない推定器を構築する。 チャネルのロバスト性によりサンプリングコストを特徴付け,提案手法は, 比較的大きな符号距離を持つ平面面符号であっても, 完全な状態ベクトルシミュレーションを行うことができることを示す。 実演として, 81キュービットの距離5の平面面符号における反復的欠陥症候群の測定をシミュレートした。 コヒーレントエラーは論理エラー率を増加させる。 これは、有意義なタスクに対する準確率シミュレーションの実践的な応用であり、短期量子デバイス上での実験的な量子誤差補正を探索するのに有用である。

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