論文の概要: Adaptive surface code for quantum error correction in the presence of temporary or permanent defects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08468v2
• Date: Sat, 15 Jul 2023 13:50:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-18 23:58:24.055907
• Title: Adaptive surface code for quantum error correction in the presence of temporary or permanent defects
• Title（参考訳）: 一時的または永久的欠陥の存在下での量子誤差補正のための適応的表面符号
• Authors: Adam Siegel, Armands Strikis, Thomas Flatters, Simon Benjamin
• Abstract要約: 同定されたゾーンの検疫と適切な欠陥検出アルゴリズムを組み合わせることで、有限符号サイズでの量子誤差補正の利点を維持できることが示される。 結果は、欠陥が避けられないような大規模量子コンピュータの実験的な実装への道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Whether it is at the fabrication stage or during the course of the quantum computation, e.g. because of high-energy events like cosmic rays, the qubits constituting an error correcting code may be rendered inoperable. Such defects may correspond to individual qubits or to clusters and could potentially disrupt the code sufficiently to generate logical errors. In this paper, we explore a novel adaptive approach for surface code quantum error correction on a defective lattice. We show that combining an appropriate defect detection algorithm and a quarantine of the identified zone allows one to preserve the advantage of quantum error correction at finite code sizes, at the cost of a qubit overhead that scales with the size of the defect. Our numerics indicate that the code's threshold need not be significantly affected; for example, for a certain scenario where small defects repeatedly arise in each logical qubit, the noise threshold is $2.7\%$ (versus the defect-free case of $2.9\%$). These results pave the way to the experimental implementation of large-scale quantum computers where defects will be inevitable.
• Abstract（参考訳）: 例えば、宇宙線のような高エネルギー事象のために、製造段階でも量子計算の過程でも、エラー訂正符号を構成する量子ビットは、動作不能にすることができる。 このような欠陥は個々のキュービットやクラスタに対応し、論理的エラーを発生させるのに十分なコードを乱す可能性がある。 本稿では,欠陥格子上の表面符号の量子誤差補正に対する新しい適応的アプローチについて検討する。 適切な欠陥検出アルゴリズムと識別されたゾーンの隔離を組み合わせることで、欠陥の大きさに応じてスケールする量子ビットオーバーヘッドを犠牲にして、有限コードサイズでの量子誤差補正の利点を保てることが示されている。 例えば、論理キュービット毎に小さな欠陥が繰り返し発生する特定のシナリオでは、ノイズしきい値が2.7\%$である(ただし、欠陥のない場合には$.9\$$である)。 これらの結果は、欠陥が避けられない大規模量子コンピュータの実験的な実装への道を開く。

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