論文の概要: Quantum Error Detection Without Using Ancilla Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.11114v1
• Date: Sat, 23 Apr 2022 17:51:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 22:33:24.541489
• Title: Quantum Error Detection Without Using Ancilla Qubits
• Title（参考訳）: ancilla qubitsを使用しない量子誤差検出
• Authors: Nicolas J. Guerrero, David E. Weeks
• Abstract要約: 本研究では,アシラ量子ビットや中間回路計測を用いない誤り検出手法を記述し,実験的に実証する。 これはヒルベルト空間を拡張し、1つの論理量子ビットを複数の物理量子ビットを用いて符号化することで達成される。
• 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 this paper, we describe and experimentally demonstrate an error detection scheme that does not employ ancilla qubits or mid-circuit measurements. This is achieved by expanding the Hilbert space where a single logical qubit is encoded using several physical qubits. For example, one possible two qubit encoding identifies $|0\rangle_L=|01\rangle$ and $|1\rangle_L=|10\rangle$. If during the final measurement a $|11\rangle$ or $|00\rangle$ is observed an error is declared and the run is not included in subsequent analysis. We provide codewords for a simple bit-flip encoding, a way to encode the states, a way to implement logical $U_3$ and logical $C_x$ gates, and a description of which errors can be detected. We then run Greenberger-Horne-Zeilinger circuits on the transmon based IBM quantum computers, with an input space of $N\in\{2,3,4,5\}$ logical qubits and $Q\in\{1,2,3,4,5\}$ physical qubits per logical qubit. The results are compared relative to $Q=1$ with and without error detection and we find a significant improvement for $Q\in\{2,3,4\}$.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,アンシラ量子ビットや中間回路計測を用いない誤り検出手法を記述し,実験的に実証する。 これはヒルベルト空間を拡張し、1つの論理量子ビットを複数の物理量子ビットを用いて符号化することで達成される。 例えば、2つの量子ビット符号化は$|0\rangle_l=|01\rangle$と$|1\rangle_l=|10\rangle$を識別する。 最終測定中に$|11\rangle$ または $|00\rangle$ が観測されると、エラーが宣言され、その後の分析には実行は含まれない。 簡単なビットフリップ符号化のためのコードワード、状態のエンコード方法、論理的な$U_3$と論理的な$C_x$ゲートを実装する方法、エラーを検出するための記述を提供する。 次に、トランスモンベースのIBM量子コンピュータ上でGreenberger-Horne-Zeilinger回路を実行し、入力空間は$N\in\{2,3,4,5\}$論理量子ビット、$Q\in\{1,2,3,4,5\}$論理量子ビットである。 その結果、$q=1$とエラー検出の有無を比較し、$q\in\{2,3,4\}$で大幅に改善しました。

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