論文の概要: Achieving fault tolerance on capped color codes with few ancillas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.02649v4
- Date: Tue, 24 May 2022 16:47:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 21:02:02.576085
- Title: Achieving fault tolerance on capped color codes with few ancillas
- Title（参考訳）: キャッピングカラーコードにおけるアンシラの少ない耐障害性の実現
- Authors: Theerapat Tansuwannont, Debbie Leung
- Abstract要約: フラグとウェイトパリティの概念の両方をキャプチャする識別可能なフォールトセットを考案する。
また,エラー訂正,測定,状態準備,論理的Tゲート実装のためのフォールトトレラントプロトコルを開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Attaining fault tolerance while maintaining low overhead is one of the main
challenges in a practical implementation of quantum circuits. One major
technique that can overcome this problem is the flag technique, in which
high-weight errors arising from a few faults can be detected by a few ancillas
and distinguished using subsequent syndrome measurements. The technique can be
further improved using the fact that for some families of codes, errors of any
weight are logically equivalent if they have the same syndrome and weight
parity, as previously shown in [Phys. Rev. A 104, 042410 (2021)]. In this work,
we develop a notion of distinguishable fault set which captures both concepts
of flags and weight parities, and extend the use of weight parities in error
correction from [Phys. Rev. A 104, 042410 (2021)] to families of capped and
recursive capped color codes. We also develop fault-tolerant protocols for
error correction, measurement, state preparation, and logical T gate
implementation via code switching, which are sufficient for performing
fault-tolerant Clifford computation on a capped color code, and performing
fault-tolerant universal quantum computation on a recursive capped color code.
Our protocols for a capped or a recursive capped color code of any distance
require only 2 ancillas, assuming that the ancillas can be reused. The concept
of distinguishable fault set also leads to a generalization of the definitions
of fault-tolerant gadgets proposed by Aliferis, Gottesman, and Preskill.
- Abstract（参考訳）: 低オーバーヘッドを維持しながら耐障害性を確保することは、量子回路の実装において大きな課題の1つである。
この問題を克服できる主要なテクニックはフラッグテクニックであり、いくつかの障害から生じる重大なエラーをいくつかのアンシラで検出し、その後のシンドローム測定を用いて区別することができる。
前述の[Phys. Rev. A 104, 042410 (2021)]に示すように、いくつかの符号の族では、任意の重みの誤差が同じシンドロームと重みのパリティを持つ場合、論理的に等価であるという事実により、このテクニックをさらに改善することができる。
本研究では,フラグとウェイトパリティの両概念を識別可能なフォールトセットの概念を開発し,[Phys. A 104, 042410 (2021)]からキャップ付きおよび再帰的なキャップ付きカラーコード群への誤り訂正における重みパリティの利用を拡張した。
また,誤り訂正,測定,状態準備,論理tゲート実装のためのフォールトトレラントプロトコルをコードスイッチで開発し,カラーコードにフォールトトレラントクリフォード計算を施し,再帰的なカラーコード上でフォールトトレラントユニバーサル量子計算を行う。
任意の距離のカッピングまたは再帰的なカッピングカラーコードのためのプロトコルは、2つのアンシラしか必要とせず、アンシラを再利用できると仮定します。
区別可能なフォールトセットの概念は、aliferis、gottesman、preskillによって提案されたフォールトトレラントガジェットの定義の一般化にも繋がる。
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