論文の概要: Low-overhead quantum computing with the color code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.07806v1
• Date: Wed, 19 Jan 2022 19:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-28 10:14:01.403512
• Title: Low-overhead quantum computing with the color code
• Title（参考訳）: カラーコードによる低オーバーヘッド量子コンピューティング
• Authors: Felix Thomsen, Markus S. Kesselring, Stephen D. Bartlett and Benjamin J. Brown
• Abstract要約: カラーコードに基づくアプローチによって,リソースオーバーヘッドを大幅に削減できることを示す。 本稿では,カラーコードのリッチな構造を利用して任意の交換論理パウリ測定を行う格子手術手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.867517731896504
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computation demands significant resources: large numbers of physical qubits must be checked for errors repeatedly to protect quantum data as logic gates are implemented in the presence of noise. We demonstrate that an approach based on the color code can lead to considerable reductions in the resource overheads compared with conventional methods, while remaining compatible with a two-dimensional layout. We propose a lattice surgery scheme that exploits the color code's rich structure to perform arbitrary pairs of commuting logical Pauli measurements in parallel while keeping the space cost low. Compared to lattice surgery schemes based on the surface code with the same code distance, our approach yields about a $3\times$ improvement in the space-time overhead. Even when taking into account the color code's lower error threshold using current decoders, the overhead is reduced by $10\%$ at a physical error rate of $10^{-3}$ and by $50\%$ at $10^{-4}$.
• Abstract（参考訳）: 大量の物理量子ビットは、ノイズの存在下で論理ゲートが実装されているため、量子データを保護するために繰り返しエラーをチェックする必要がある。 カラーコードに基づくアプローチは,2次元レイアウトとの互換性を維持しながら,従来の手法に比べて資源オーバーヘッドを大幅に削減できることを示す。 本研究では,カラーコードのリッチな構造を利用して,空間コストを低く抑えつつ任意の対の可換論理ポーリ計測を並列に行う格子手術法を提案する。 同じコード距離の表層コードに基づく格子手術法と比較すると,我々のアプローチは,時空オーバーヘッドが約3\times$向上する。 現在のデコーダを使用して、カラーコードのエラーしきい値が低い場合であっても、オーバーヘッドは、物理的エラー率10^{-3}$で10\%$、そして10^{-4}$で50\%$になる。

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