論文の概要: Concatenation Schemes for Topological Fault-tolerant Quantum Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.09390v2
• Date: Sun, 6 Aug 2023 02:13:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-09 01:00:08.924597
• Title: Concatenation Schemes for Topological Fault-tolerant Quantum Error Correction
• Title（参考訳）: トポロジカルフォールトトレラント量子誤差補正のための連結方式
• Authors: Zhaoyi Li, Isaac Kim, Patrick Hayden
• Abstract要約: 本稿では、3次元クラスタ状態と小さな誤り検出符号の結合に基づくフォールトトレラントな量子誤り訂正手法を提案する。 このような変換が可能な一組の符号を見つけ、その性能を標準回路レベルの分極モデルと比較する。 私たちの最高のパフォーマンススキームは、古典的なコードとの結合に基づくもので、閾値を16.5%で改善し、時空のオーバーヘッドを32%で削減します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6114012813668934
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate a family of fault-tolerant quantum error correction schemes based on the concatenation of small error detection or error correction codes with the three-dimensional cluster state. We propose fault-tolerant state preparation and decoding schemes that effectively convert every circuit-level error into an erasure error, leveraging the cluster state's high threshold against such errors. We find a set of codes for which such a conversion is possible, and study their performance against the standard circuit-level depolarizing model. Our best performing scheme, which is based on a concatenation with a classical code, improves the threshold by $16.5\%$ and decreases the spacetime overhead by $32\%$ compared to the scheme without concatenation, with each scheme subject to a physical error rate of $10^{-3}$ and achieving a logical error rate of $10^{-6}$.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,3次元クラスタ状態との小さな誤り検出や誤り訂正符号の結合に基づく,フォールトトレラントな量子誤り訂正手法の系統について検討する。 本稿では,全ての回路レベルのエラーを消去エラーに効果的に変換し,クラスタ状態の高しきい値を利用するフォールトトレラント状態の準備と復号化手法を提案する。 我々は、そのような変換が可能な符号の集合を見つけ、それらの性能を標準回路レベルの非分極モデルと比較する。 我々の最良の実行方式は、古典的なコードとの結合に基づいて、しきい値を16.5\%$改善し、結合のないスキームと比較して、時空オーバーヘッドを32\%$減少させ、各スキームは、物理的エラー率10^{-3}$、論理エラー率10^{-6}$とする。

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