論文の概要: Computing with spin qubits at the surface code error threshold

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.00628v1
• Date: Thu, 1 Jul 2021 17:35:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 20:45:22.689537
• Title: Computing with spin qubits at the surface code error threshold
• Title（参考訳）: 表面符号誤差しきい値におけるスピン量子ビットによる計算
• Authors: Xiao Xue, Maximilian Russ, Nodar Samkharadze, Brennan Undseth, Amir Sammak, Giordano Scappucci, Lieven M. K. Vandersypen
• Abstract要約: シリコン中のスピンベースの量子プロセッサを, 99.5%以上の単一および2量子ゲート密度で報告する。 変動量子固有解法アルゴリズムを用いて分子基底状態エネルギーを計算する要求タスクを実行する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2049205598273507
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity control of quantum bits is paramount for the reliable execution of quantum algorithms and for achieving fault-tolerance, the ability to correct errors faster than they occur. The central requirement for fault-tolerance is expressed in terms of an error threshold. Whereas the actual threshold depends on many details, a common target is the ~1% error threshold of the well-known surface code. Reaching two-qubit gate fidelities above 99% has been a long-standing major goal for semiconductor spin qubits. These qubits are well positioned for scaling as they can leverage advanced semiconductor technology. Here we report a spin-based quantum processor in silicon with single- and two-qubit gate fidelities all above 99.5%, extracted from gate set tomography. The average single-qubit gate fidelities remain above 99% when including crosstalk and idling errors on the neighboring qubit. Utilizing this high-fidelity gate set, we execute the demanding task of calculating molecular ground state energies using a variational quantum eigensolver algorithm. Now that the 99% barrier for the two-qubit gate fidelity has been surpassed, semiconductor qubits have gained credibility as a leading platform, not only for scaling but also for high-fidelity control.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットの忠実度制御は、量子アルゴリズムの信頼性の高い実行と、フォールトトレランスを達成するために、発生よりも早くエラーを訂正する能力において最重要である。 フォールトトレランスの中心的な要件は、エラーしきい値で表現される。 実際のしきい値は多くの詳細に依存するが、一般的なターゲットはよく知られた表面コードの1%の誤差しきい値である。 99%を超える2量子ゲートの忠実さは、半導体スピン量子ビットの長年の大きな目標である。 これらの量子ビットは、高度な半導体技術を活用することができるため、スケーリングに適している。 ここでは、ゲートセットトモグラフィーから抽出した99.5%以上の1ビットと2ビットのゲート忠実度を持つシリコンのスピンベース量子プロセッサについて報告する。 平均的なシングルキュービットゲート密度は、隣接するキュービットにクロストークやアイドリングエラーを含む場合、99%以上である。 この高忠実度ゲートセットを用いて、変動量子固有解法アルゴリズムを用いて分子基底状態エネルギーを計算する要求タスクを実行する。 2量子ゲートの99%の障壁が克服された今、半導体量子ビットは、スケーリングだけでなく、高忠実度制御のための主要なプラットフォームとして信頼性を高めている。

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