論文の概要: Low-overhead fault-tolerant quantum computing using long-range connectivity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.10794v2
• Date: Sun, 22 May 2022 19:19:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 23:42:40.675936
• Title: Low-overhead fault-tolerant quantum computing using long-range connectivity
• Title（参考訳）: 長距離接続を用いた低オーバヘッドフォールトトレラント量子コンピューティング
• Authors: Lawrence Z. Cohen, Isaac H. Kim, Stephen D. Bartlett, Benjamin J. Brown
• Abstract要約: 量子低密度パリティチェック符号に基づく低オーバーヘッドフォールトトレラント量子計算のためのスキーム 本稿では,100個の論理量子ビットの処理におけるオーバヘッドのオーダー・オブ・マグニチュードの改善を推定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.867517731896504
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Vast numbers of qubits will be needed for large-scale quantum computing due to the overheads associated with error correction. We present a scheme for low-overhead fault-tolerant quantum computation based on quantum low-density parity-check (LDPC) codes, where long-range interactions enable many logical qubits to be encoded with a modest number of physical qubits. In our approach, logic gates operate via logical Pauli measurements that preserve both the protection of the LDPC codes as well as the low overheads in terms of the required number of additional qubits. Compared with surface codes with the same code distance, we estimate order-of-magnitude improvements in the overheads for processing around one hundred logical qubits using this approach. Given the high thresholds demonstrated by LDPC codes, our estimates suggest that fault-tolerant quantum computation at this scale may be achievable with a few thousand physical qubits at comparable error rates to what is needed for current approaches.
• Abstract（参考訳）: 誤り訂正に伴うオーバーヘッドのため、大規模量子コンピューティングには膨大な量子ビットが必要とされる。 本稿では,量子低密度パリティチェック(LDPC)符号に基づく低オーバーヘッドフォールトトレラント量子計算手法を提案する。 本手法では,論理ゲートを論理的パウリ測度を用いて動作させ,LDPC符号の保護と追加量子ビット数によるオーバーヘッドの低減を両立させる。 同じコード距離を持つ表層コードと比較すると、このアプローチを用いて、約100の論理キュービットを処理するためのオーバーヘッドの桁違いな改善を見積もる。 LDPC符号で示される高いしきい値を考えると、このスケールでのフォールトトレラント量子計算は、数千の物理量子ビットを現在のアプローチに匹敵する誤差率で達成できる可能性が示唆されている。

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