論文の概要: Achieving fault tolerance against amplitude-damping noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.05485v3
• Date: Mon, 14 Mar 2022 03:01:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 18:20:27.794719
• Title: Achieving fault tolerance against amplitude-damping noise
• Title（参考訳）: 振幅減衰騒音に対する耐故障性の実現
• Authors: Akshaya Jayashankar, My Duy Hoang Long, Hui Khoon Ng, Prabha Mandayam
• Abstract要約: 我々は,振幅減衰雑音の存在下で,フォールトトレラントな量子コンピューティングコンポーネントのプロトコルを開発する。 フォールトトレラントなエンコードガジェットの集合を記述し、ノイズの擬似閾値を計算する。 我々の研究は、量子フォールトトレランスのアイデアをターゲット雑音モデルに適用する可能性を実証している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7289359743609742
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: With the intense interest in small, noisy quantum computing devices comes the push for larger, more accurate -- and hence more useful -- quantum computers. While fully fault-tolerant quantum computers are, in principle, capable of achieving arbitrarily accurate calculations using devices subjected to general noise, they require immense resources far beyond our current reach. An intermediate step would be to construct quantum computers of limited accuracy enhanced by lower-level, and hence lower-cost, noise-removal techniques. This is the motivation for our work, which looks into fault-tolerant encoded quantum computation targeted at the dominant noise afflicting the quantum device. Specifically, we develop a protocol for fault-tolerant encoded quantum computing components in the presence of amplitude-damping noise, using a 4-qubit code and a recovery procedure tailored to such noise. We describe a universal set of fault-tolerant encoded gadgets and compute the pseudothreshold for the noise, below which our scheme leads to more accurate computation. Our work demonstrates the possibility of applying the ideas of quantum fault tolerance to targeted noise models, generalizing the recent pursuit of biased-noise fault tolerance beyond the usual Pauli noise models. We also illustrate how certain aspects of the standard fault tolerance intuition, largely acquired through Pauli-noise considerations, can fail in the face of more general noise.
• Abstract（参考訳）: 小型でノイズの多い量子コンピューティングデバイスへの強い関心から、より大きく、より正確な、そしてより有用な量子コンピュータが求められている。 完全にフォールトトレラントな量子コンピュータは、原則として、一般的なノイズを受けるデバイスを使って任意に正確な計算を実現することができるが、現在の到達範囲をはるかに超える膨大なリソースを必要とする。 中間段階は、低レベル、従って低コストでノイズ除去技術によって強化された限られた精度の量子コンピュータを構築することである。 これは、量子デバイスを悩ませる支配的なノイズを対象として、フォールトトレラントなエンコード量子計算を考察する我々の研究の動機である。 具体的には、4量子ビット符号とそのようなノイズに合わせた回復手順を用いて、振幅減衰ノイズの存在下でのフォールトトレラントな量子コンピューティングコンポーネントのプロトコルを開発する。 我々は,フォールトトレラント符号化ガジェットの普遍的な集合を記述し,ノイズに対する疑似スレッショルドを計算する。 本研究は,従来のパウリノイズモデルを超えた近年のバイアスノイズ耐性の追求を一般化し,目標雑音モデルに量子フォールトトレランスの考え方を適用する可能性を示す。 また、パウリノイズを考慮した標準的な耐故障性直観の特定の側面が、より一般的な騒音に直面していかに失敗するかを説明している。

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