論文の概要: Automated error correction in superdense coding, with implementation on
superconducting quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15161v1
- Date: Thu, 27 Oct 2022 04:02:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 08:21:39.830857
- Title: Automated error correction in superdense coding, with implementation on
superconducting quantum computer
- Title（参考訳）: 超伝導量子コンピュータの実装によるスーパーデンス符号化における誤りの自動補正
- Authors: Kumar Nilesh, Piyush Joshi, and Prasanta Panigrahi
- Abstract要約: 本稿では,制限された量子状態に対して完全な保護を提供するタスク固有誤差補正手法を提案する。
具体的には, n-qubit 一般化ベル状態を用いたスーパーデンス符号化アルゴリズムにおいて, 自動誤り訂正を行う。
我々は, 7-qubit 超伝導 IBM 量子コンピュータと27-qubit 量子シミュレータ上で, ノイズの存在下での3種類の超高密度符号化アルゴリズムに対して, 自動誤り訂正手法を実験的に実現した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.28675177318965034
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Construction of a fault-tolerant quantum computer remains a challenging
problem due to unavoidable noise in quantum states and the fragility of quantum
entanglement. However, most of the error-correcting codes increases the
complexity of the algorithms, thereby decreasing any quantum advantage. Here we
present a task-specific error-correction technique that provides a complete
protection over a restricted set of quantum states. Specifically, we give an
automated error correction in Superdense Coding algorithms utilizing n-qubit
generalized Bell states. At its core, it is based on non-destructive
discrimination method of Bell states involving measurements on ancilla qubits
(phase and parity ancilla). The algorithm is shown to be distributable and can
be distributed to any set of parties sharing orthogonal states. Automated
refers to experimentally implementing the algorithm in a quantum computer by
utilizing unitary operators with no measurements in between and thus without
the need for outside intervention. We also experimentally realize our automated
error correction technique for three different types of superdense coding
algorithm on a 7-qubit superconducting IBM quantum computer and also on a
27-qubit quantum simulator in the presence of noise. Probability histograms are
generated to show the high fidelity of our experimental results. Quantum state
tomography is also carried out with the quantum computer to explicate the
efficacy of our method.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピュータの構築は、量子状態における避けられないノイズと量子絡み合いの脆弱さのため、依然として困難な問題である。
しかし、ほとんどの誤り訂正符号はアルゴリズムの複雑さを増大させ、量子アドバンテージを減少させる。
ここでは、制限された量子状態に対して完全な保護を提供するタスク固有誤差補正手法を提案する。
具体的には, n-qubit 一般化ベル状態を用いたスーパーデンス符号化アルゴリズムにおいて, 自動誤り訂正を行う。
中心となるのは、アンシラクビット(相とパリティアンシラ)の測定を含むベル状態の非破壊的判別法に基づいている。
このアルゴリズムは分配可能であることが示され、直交状態を共有する任意のパーティに分散することができる。
自動(Automated)とは、量子コンピュータにおいて、外部の介入を必要とせず、単位演算子を用いて実験的にアルゴリズムを実装することを指す。
また, 7-qubit 超伝導 IBM 量子コンピュータや27-qubit 量子シミュレータ上で, ノイズの存在下での3種類の超高密度符号化アルゴリズムに対する自動誤り訂正手法を実験的に実現した。
実験結果の忠実度を示すため,確率ヒストグラムを作成した。
量子状態トモグラフィも量子コンピュータを用いて実施し,本手法の有効性を検証した。
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