論文の概要: Quantum variational learning for quantum error-correcting codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.03560v3
- Date: Mon, 3 Oct 2022 17:25:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-17 23:58:24.685560
- Title: Quantum variational learning for quantum error-correcting codes
- Title（参考訳）: 量子誤り訂正符号の量子変分学習
- Authors: Chenfeng Cao, Chao Zhang, Zipeng Wu, Markus Grassl, Bei Zeng
- Abstract要約: VarQECは、ハードウェア効率の良い符号化回路で量子コードを探索するノイズ耐性変動量子アルゴリズムである。
原則として、VarQECは、添加物、非添加物、非退化物、純物、不純物など、任意のエラーモデルに対する量子コードを見つけることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.627733119443356
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum error correction is believed to be a necessity for large-scale
fault-tolerant quantum computation. In the past two decades, various
constructions of quantum error-correcting codes (QECCs) have been developed,
leading to many good code families. However, the majority of these codes are
not suitable for near-term quantum devices. Here we present VarQEC, a
noise-resilient variational quantum algorithm to search for quantum codes with
a hardware-efficient encoding circuit. The cost functions are inspired by the
most general and fundamental requirements of a QECC, the Knill-Laflamme
conditions. Given the target noise channel (or the target code parameters) and
the hardware connectivity graph, we optimize a shallow variational quantum
circuit to prepare the basis states of an eligible code. In principle, VarQEC
can find quantum codes for any error model, whether additive or non-additive,
degenerate or non-degenerate, pure or impure. We have verified its
effectiveness by (re)discovering some symmetric and asymmetric codes, e.g.,
$((n,2^{n-6},3))_2$ for $n$ from 7 to 14. We also found new $((6,2,3))_2$ and
$((7,2,3))_2$ codes that are not equivalent to any stabilizer code, and
extensive numerical evidence with VarQEC suggests that a $((7,3,3))_2$ code
does not exist. Furthermore, we found many new channel-adaptive codes for error
models involving nearest-neighbor correlated errors. Our work sheds new light
on the understanding of QECC in general, which may also help to enhance
near-term device performance with channel-adaptive error-correcting codes.
- Abstract（参考訳）: 量子誤差補正は大規模なフォールトトレラント量子計算に必須であると考えられている。
過去20年間、量子誤り訂正符号(QECC)の様々な構成が開発され、多くの優れたコードファミリが生まれた。
しかし、これらの符号の大部分は、短期量子デバイスには適さない。
本稿では、ハードウェア効率のよい符号化回路を用いて量子符号を探索する雑音耐性変動量子アルゴリズムであるVarQECを提案する。
コスト関数はQECCの最も一般的かつ基本的な要件であるKnill-Laflamme条件にインスパイアされる。
対象のノイズチャネル(あるいは対象のコードパラメータ)とハードウェア接続グラフを考慮し、浅い変動量子回路を最適化し、適用可能なコードの基本状態を作成する。
原則として、VarQECは、加法的または非加法的、退化的または非退化的、純粋または不純な任意のエラーモデルに対する量子コードを見つけることができる。
例えば、$((n,2^{n-6},3))_2$ for $n$を7から14にすることで、その効果を確認しました。
また,$((6,2,3))_2$ と $((7,2,3))_2$ は安定符号と等価ではないため,varqec による広範な数値的証拠から,$(7,3,3))_2$ のコードが存在しないことが示唆された。
さらに,近辺の相関誤差を含む誤りモデルに対して,新しいチャネル適応符号が多数発見された。
我々の研究はQECCの理解に新たな光を当てており、チャネル適応型誤り訂正符号による短期デバイスの性能向上にも寄与する可能性がある。
関連論文リスト
- Engineering Quantum Error Correction Codes Using Evolutionary Algorithms [0.0]
量子誤り訂正と量子誤り訂正符号の使用は、実用的な量子コンピューティングの実現に不可欠である可能性が高い。
与えられたエラーモデルに対して最適な安定化器符号を求める新しい進化的アルゴリズムを提案する。
この研究の一環として、量子誤り訂正符号の距離を求める進化的アルゴリズムQDistEvolを導入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-19T18:00:02Z) - Near-optimal decoding algorithm for color codes using Population Annealing [44.99833362998488]
回復操作を高い確率で行うデコーダを実装した。
異なる雑音モデルの下で4.8.8色符号格子上でのデコーダ性能について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-06T18:17:42Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Pauli Manipulation Detection codes and Applications to Quantum Communication over Adversarial Channels [0.08702432681310403]
我々は、高い確率で全てのパウリエラーを検出する「パウリマニピュレーション検出」コード(PMD)を作成した量子コードを導入し、明示的に構築する。
逆チャネル上での量子通信において,2つのタスクに対して,第1次準最適符号を構築する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-13T05:05:35Z) - Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。
本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。
提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z) - Quantum Error Correction via Noise Guessing Decoding [0.0]
量子誤り訂正符号(QECC)は、量子通信と量子計算の両方において中心的な役割を果たす。
本稿では,有限ブロック長レジームの最大性能を達成できるQECCの構築と復号化が可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-04T16:18:20Z) - Realizing Repeated Quantum Error Correction in a Distance-Three Surface
Code [42.394110572265376]
本稿では,エラーに対する極めて高い耐性を有する表面符号を用いた量子誤り訂正法について述べる。
誤差補正サイクルにおいて、論理量子ビットの4つの基数状態の保存を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-07T13:58:44Z) - Towards Demonstrating Fault Tolerance in Small Circuits Using Bacon-Shor
Codes [5.352699766206807]
我々は、量子回路をフォールトトレラントに実装する次のステップについて研究する。
偏極雑音モデルにおけるパウリ誤差率$p$の擬似閾値を計算する。
複数ラウンドの安定化器測定により、最後に1ラウンドを実施した場合よりも改善が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-04T14:24:14Z) - Theory of quasi-exact fault-tolerant quantum computing and
valence-bond-solid codes [3.6192409729339223]
我々は、準エクサクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタクタク
QEQのモデルは、誤り訂正のない通常のノイズの多い量子普遍性と、通常のフォールトトレラントな量子計算の間にあるが、後者に近い。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-31T08:17:30Z) - Building a fault-tolerant quantum computer using concatenated cat codes [44.03171880260564]
本稿では,外部量子誤り訂正符号を用いた猫符号に基づくフォールトトレラント量子コンピュータを提案する。
我々は、外符号が繰り返し符号か薄い矩形曲面符号である場合、量子誤差補正を数値的にシミュレートする。
約1,000の超伝導回路部品で、フォールトトレラントな量子コンピュータを構築することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-07T23:22:40Z) - 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)
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。