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。
関連論文リスト
- 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) - Logical quantum processor based on reconfigurable atom arrays [27.489364850707926]
本稿では,最大280個の物理量子ビットで動作する符号化論理量子ビットに基づくプログラマブル量子プロセッサの実現について報告する。
結果は、早期の誤り訂正量子計算の出現を物語っている。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-12-07T01:54:45Z) - High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory [4.91491092996493]
符号化率の高いLDPC符号群に基づくエンドツーエンドの量子誤り訂正プロトコルを提案する。
12個の論理量子ビットを288個の物理量子ビットを用いて100万回近くのシンドロームサイクルで保存できることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-15T17:55:12Z) - Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent
states [49.299443295581064]
ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。
符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-02T18:08:08Z) - 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) - Fault-tolerant circuit synthesis for universal fault-tolerant quantum
computing [0.0]
幾何学的符号に基づく普遍的フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための量子回路合成アルゴリズムを提案する。
我々は、一般的なフォールトトレラントプロトコルのセットを$[[[7,1,3]]$ Steaneコードで合成する方法と、症候群測定プロトコルを$[[23, 1, 7]$ Golayコードで合成する方法を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-06T15:43:36Z) - Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations [1.1817296279855427]
論理量子情報を複数の量子ビットに冗長に符号化することで、量子コンピュータはノイズから保護することができる。
不完全な操作によって生じるエラーは、量子レジスタを通して制御不能に拡散しない。
トラップイオン量子コンピュータにおいて、2つの論理量子ビット上の耐障害性の普遍的なゲートの集合を実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-24T17:34:14Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-27T23:29:53Z) - 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) - Entangling logical qubits with lattice surgery [47.037230560588604]
10-qubit イオントラップ量子情報処理装置における2つのトポロジカル符号化量子ビット間の格子手術の実験的実現について述べる。
特に、2つの論理量子ビット間の絡み合いを示し、論理状態のテレポーテーションを実装する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-04T18:00:09Z)
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。