論文の概要: Protecting Expressive Circuits with a Quantum Error Detection Code
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.06703v2
- Date: Fri, 26 Jul 2024 10:56:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-29 18:51:23.459432
- Title: Protecting Expressive Circuits with a Quantum Error Detection Code
- Title（参考訳）: 量子エラー検出符号による表現回路の保護
- Authors: Chris N. Self, Marcello Benedetti, David Amaro,
- Abstract要約: 我々は,既存のトラップイオンコンピュータの実装のための量子エラー検出コードを開発した。
k$論理量子ビットを$k+2$物理量子ビットに符号化することにより、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提示する。
- 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: A successful quantum error correction protocol would allow quantum computers to run algorithms without suffering from the effects of noise. However, fully fault-tolerant quantum error correction is too resource intensive for existing quantum computers. In this context we develop a quantum error detection code for implementations on existing trapped-ion computers. By 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 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. 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）: 量子エラー訂正プロトコルが成功すると、量子コンピュータはノイズの影響を受けずにアルゴリズムを実行できる。
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、既存の閉じ込められたイオンコンピュータの実装のための量子エラー検出コードを開発する。
k$論理キュービットを$k+2$物理キュービットに符号化することにより、単一キュービットエラーを検出できるフォールトトレラントな状態初期化とシンドローム測定回路を提示する。
局所的および大域的論理的回転の普遍的な集合を提供し、2つの量子ビットのみを物理的に支持する。
高忠実性 -- 非フォールトトレラントでも -- このユニバーサルゲートセットのコンパイルは、すべて接続可能なトラップイオンコンピュータに存在する2ビット物理回転のおかげで可能である。
論理演算子の特定の構造を考えると、アイスバーグ符号と呼ばれる。
最大256層までの8個の論理量子ビットの回路保護を実証し、論理量子体積を2^8$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、既存の閉じ込められた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的有用性を示している。
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