論文の概要: Comparing Two-Qubit and Multi-Qubit Gates within the Toric Code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04047v2
• Date: Thu, 17 Feb 2022 15:34:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-08 22:33:06.326085
• Title: Comparing Two-Qubit and Multi-Qubit Gates within the Toric Code
• Title（参考訳）: トーリック符号における2Qubitゲートと複数Qubitゲートの比較
• Authors: David Schwerdt, Yotam Shapira, Tom Manovitz, and Roee Ozeri
• Abstract要約: 5キュービットのMolmer-Sorensenゲートは2キュービットのゲートに対して,耐故障性しきい値において約40%のコストで改善可能であることを示す。 この結果は、量子誤り訂正(QEC)の文脈におけるマルチキュービットゲートの利点を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In some quantum computing (QC) architectures, entanglement of an arbitrary number of qubits can be generated in a single operation. This property has many potential applications, and may specifically be useful for quantum error correction (QEC). Stabilizer measurements can then be implemented using a single multi-qubit gate instead of several two-qubit gates, thus reducing circuit depth. In this study, the toric code is used as a benchmark to compare the performance of two-qubit and five-qubit gates within parity-check circuits. We consider trapped ion qubits that are controlled via Raman transitions, where the primary source of error is assumed to be spontaneous photon scattering. We show that a five-qubit M{\o}lmer-S{\o}rensen gate offers an approximately $40\%$ improvement over two-qubit gates in terms of the fault tolerance threshold. This result indicates an advantage of using multi-qubit gates in the context of QEC.
• Abstract（参考訳）: 一部の量子コンピューティング(qc)アーキテクチャでは、任意の数の量子ビットの絡み合いを単一の演算で生成することができる。 この性質は多くの潜在的な応用があり、特に量子エラー補正(QEC)に有用である。 安定化器の測定は、複数の2キュービットゲートの代わりに単一のマルチキュービットゲートを使用して行うことができ、回路深さを低減できる。 本研究では,パリティチェック回路における2量子ゲートと5量子ゲートの性能を比較するベンチマークとして,トーリック符号を用いた。 我々は、ラマン遷移によって制御される閉じ込められたイオン量子ビットについて検討し、主な誤差源は自発的な光子散乱であると仮定する。 5量子ビットのm{\o}lmer-s{\o}rensenゲートは、フォールトトレランスしきい値の点で、2量子ビットのゲートに対して約40\%の改善を提供する。 この結果は、QECの文脈でマルチキュービットゲートを使用する利点を示している。

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