論文の概要: Protecting Expressive Circuits with a Quantum Error Detection Code
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.06703v1
- Date: Sat, 12 Nov 2022 16:46:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 17:48:09.815060
- Title: Protecting Expressive Circuits with a Quantum Error Detection Code
- Title（参考訳）: 量子誤り検出コードによる表現回路の保護
- Authors: Chris N. Self, Marcello Benedetti, David Amaro
- Abstract要約: 量子エラー訂正は、量子コンピュータが量子システムのシミュレーションのような関連するタスクを高速化する方法を開く。
我々は既存の閉じ込められたイオンコンピュータの実装のために、$[k+2k,]2$の量子エラー検出コードを開発した。
高忠実性 - 非フォールトトレラント性 - この普遍ゲートセットのコンパイルは、2キュービットの物理回転のおかげで可能である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum error correction opens the way for quantum computers to speed up
relevant tasks like simulating quantum systems. However, fully fault-tolerant
quantum error correction is too resource intensive for existing quantum
computers. In this context we develop the $[[k+2,k,2]]$ quantum error detection
code, for implementations on existing trapped-ion computers. Encoding $k$
logical qubits into $k+2$ physical qubits, this code presents fault-tolerant
state initialisation and syndrome measurement circuits that can detect any
single-qubit error. It provides a universal set of local and global logical
rotations that, notably, have physical support on only two qubits. A
high-fidelity -- though non fault-tolerant -- compilation of this universal
gate set is possible thanks to the two-qubit physical rotations present in
trapped-ion computers with all-to-all connectivity. Given the particular
structure of the logical operators, we nickname it the Iceberg code. On the
12-qubit Quantinuum H1-2 hardware we demonstrate the protection of circuits of
8 logical qubits with up to 256 layers, saturate the logical quantum volume of
$2^8$, and show the positive effect of increasing the frequency of syndrome
measurements within the circuit. These results illustrate the practical
usefulness of the Iceberg code to protect expressive circuits on existing
trapped-ion quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子誤差補正は、量子コンピュータが量子システムのシミュレーションのような関連するタスクをスピードアップする方法を開く。
しかし、完全フォールトトレラントな量子エラー補正は、既存の量子コンピュータでは資源集約的すぎる。
この文脈では、既存のトラップ型コンピュータの実装のために$[k+2,k,2]$量子エラー検出コードを開発します。
k$論理量子ビットを$k+2$物理量子ビットにエンコードし、フォールトトレラントな状態初期化とシンドローム測定回路を示し、任意の単一量子ビットエラーを検出する。
局所的および大域的論理回転の普遍的な集合を提供し、特に2つの量子ビットのみを物理的に支持する。
高忠実性 -- 非フォールトトレラントでも -- このユニバーサルゲートセットのコンパイルは、すべて接続可能なトラップイオンコンピュータに存在する2ビット物理回転のおかげで可能である。
論理演算子の特定の構造を考えると、アイスバーグ符号(iceberg code)と呼ばれる。
12-qubit Quantinuum H1-2ハードウェア上で、最大256層までの8個の論理量子ビットの回路の保護を示し、論理量子体積を2^8$に飽和させ、回路内でのシンドローム測定の頻度を増大させる正の効果を示す。
これらの結果は、既存のトラップイオン量子コンピュータ上で表現回路を保護するためのアイスバーグ符号の実用性を示している。
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