論文の概要: Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.12654v3
• Date: Wed, 2 Nov 2022 12:13:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 23:46:09.144288
• Title: Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations
• Title（参考訳）: フォールトトレラント普遍量子ゲート演算の実証
• Authors: Lukas Postler, Sascha Heu{\ss}en, Ivan Pogorelov, Manuel Rispler, Thomas Feldker, Michael Meth, Christian D. Marciniak, Roman Stricker, Martin Ringbauer, Rainer Blatt, Philipp Schindler, Markus M\"uller, Thomas Monz
• Abstract要約: 論理量子情報を複数の量子ビットに冗長に符号化することで、量子コンピュータはノイズから保護することができる。 不完全な操作によって生じるエラーは、量子レジスタを通して制御不能に拡散しない。 トラップイオン量子コンピュータにおいて、2つの論理量子ビット上の耐障害性の普遍的なゲートの集合を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1817296279855427
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computers can be protected from noise by encoding the logical quantum information redundantly into multiple qubits using error correcting codes. When manipulating the logical quantum states, it is imperative that errors caused by imperfect operations do not spread uncontrollably through the quantum register. This requires that all operations on the quantum register obey a fault-tolerant circuit design which, in general, increases the complexity of the implementation. Here, we demonstrate a fault-tolerant universal set of gates on two logical qubits in a trapped-ion quantum computer. In particular, we make use of the recently introduced paradigm of flag fault tolerance, where the absence or presence of dangerous errors is heralded by usage of few ancillary 'flag' qubits. We perform a logical two-qubit CNOT-gate between two instances of the seven qubit color code, and we also fault-tolerantly prepare a logical magic state. We then realize a fault-tolerant logical T-gate by injecting the magic state via teleportation from one logical qubit onto the other. We observe the hallmark feature of fault tolerance, a superior performance compared to a non-fault-tolerant implementation. In combination with recently demonstrated repeated quantum error correction cycles these results open the door to error-corrected universal quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、論理量子情報を誤り訂正符号を用いて複数の量子ビットに冗長に符号化することでノイズから保護することができる。 論理量子状態を操作する場合、不完全な演算によるエラーが量子レジスタを通して制御不能に拡散しないことが必須である。 これは、量子レジスタ上の全ての演算がフォールトトレラント回路設計に従い、一般に実装の複雑さを増大させる必要がある。 ここでは,2つの論理量子ビット上のゲートのフォールトトレラントな普遍的集合をトラップイオン量子コンピュータで示す。 特に、最近導入されたフラッグフォールトトレランスのパラダイムを利用しており、危険なエラーの欠如や存在は、わずかなアシリーな「フラッグ」量子ビットの使用によって決定される。 7ビットカラーコードの2つのインスタンス間で論理的2量子CNOTゲートを実行し、また、フォールトトレラントに論理的マジック状態を作成する。 そして、ある論理キュービットから別の論理キュービットにテレポーテーションを介してマジック状態を注入することで、フォールトトレラント論理tゲートを実現する。 非フォールトトレラント実装と比較して優れた性能である耐故障性の特徴を観察する。 最近実証された量子誤り訂正サイクルと組み合わせて、これらの結果は誤り訂正普遍量子計算への扉を開く。

関連論文リスト

• Transversal CNOT gate with multi-cycle error correction [1.7359033750147501]
  スケーラブルでプログラム可能な量子コンピュータは、コンピュータが合理的な時間枠で達成できない計算集約的なタスクを解く可能性を持ち、量子優位性を達成する。 現在の量子プロセッサのエラーに対する脆弱性は、実用的な問題に必要な複雑で深い量子回路の実行に重大な課題をもたらす。 我々の研究は、現在の世代の量子ハードウェアを用いた超伝導体ベースのプロセッサにおいて、論理的CNOTゲートとエラー検出を併用できる可能性を確立した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-18T04:50:15Z)
• Experimental fault-tolerant code switching [1.9088985324817254]
  本稿では,2つのコード間でのフォールトトレラントコードスイッチングを初めて実験的に実施する。 我々は論理回路を構築し、単一コード内でフォールトトレラントな方法でアクセスできない12の異なる論理状態を作成する。 その結果,論理量子ビットに対する決定論的制御への新たな経路を,補助量子ビットオーバーヘッドの低い論理量子ビットに対して実験的に開放した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-20T16:40:57Z)
• Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent states [49.299443295581064]
  ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。 符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z)
• Protecting Expressive Circuits with a Quantum Error Detection Code [0.0]
  量子エラー訂正は、量子コンピュータが量子システムのシミュレーションのような関連するタスクを高速化する方法を開く。 我々は既存の閉じ込められたイオンコンピュータの実装のために、$[k+2k,]2$の量子エラー検出コードを開発した。 高忠実性 - 非フォールトトレラント性 - この普遍ゲートセットのコンパイルは、2キュービットの物理回転のおかげで可能である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-12T16:46:35Z)
• Fault-tolerant operation of a logical qubit in a diamond quantum processor [0.21670084965090575]
  ダイヤモンド中のスピン量子ビットを用いた論理量子ビット上のフォールトトレラント動作を実演する。 論理量子ビットレベルでのフォールトトレラントプロトコルの実現は、大規模量子情報処理の鍵となるステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:39:25Z)
• Fault-tolerant parity readout on a shuttling-based trapped-ion quantum computer [64.47265213752996]
  耐故障性ウェイト4パリティチェック測定方式を実験的に実証した。 フラグ条件パリティ測定の単発忠実度は93.2(2)%である。 このスキームは、安定化器量子誤り訂正プロトコルの幅広いクラスにおいて必須な構成要素である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-13T20:08:04Z)
• Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg Atoms [55.41644538483948]
  我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。 計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。 我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z)
• Optical demonstration of quantum fault-tolerant threshold [2.6098148548199047]
  実用的な量子計算における大きな課題は、量子システムと環境との相互作用によって引き起こされる不可解な誤りである。 論理量子ビットをいくつかの物理量子ビットで符号化したフォールトトレラントスキームは、誤りの存在下で論理量子ビットの正しい出力を可能にする。 本稿では,特殊耐故障プロトコルにおけるしきい値の存在を実験的に実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T13:23:29Z)
• Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
  ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。 すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。 我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z)
• Entangling logical qubits with lattice surgery [47.037230560588604]
  10-qubit イオントラップ量子情報処理装置における2つのトポロジカル符号化量子ビット間の格子手術の実験的実現について述べる。 特に、2つの論理量子ビット間の絡み合いを示し、論理状態のテレポーテーションを実装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-04T18:00:09Z)
• Deterministic correction of qubit loss [48.43720700248091]
  量子ビットの損失は、大規模かつフォールトトレラントな量子情報プロセッサに対する根本的な障害の1つである。 トポロジカル曲面符号の最小インスタンスに対して、量子ビット損失検出と補正の完全なサイクルの実装を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-21T19:48:53Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。