論文の概要: Quantum computation on a 19-qubit wide 2d nearest neighbour qubit array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.01550v2
• Date: Wed, 14 Dec 2022 04:28:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 19:35:34.685930
• Title: Quantum computation on a 19-qubit wide 2d nearest neighbour qubit array
• Title（参考訳）: 19量子ビット幅2d近接量子ビットアレイの量子計算
• Authors: Alexis T.E. Shaw, Michael J. Bremner, Alexandru Paler, Daniel Herr, Simon J. Devitt
• Abstract要約: 本稿では,1次元に制約された量子ビット格子の幅と物理閾値の関係について検討する。 我々は、表面コードを用いた最小レベルのエンコーディングでエラーバイアスを設計する。 このバイアスを格子サージャリングサーフェスコードバスを用いて高レベルなエンコーディングで処理する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 59.24209911146749
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this paper, we explore the relationship between the width of a qubit lattice constrained in one dimension and physical thresholds for scalable, fault-tolerant quantum computation. To circumvent the traditionally low thresholds of small fixed-width arrays, we deliberately engineer an error bias at the lowest level of encoding using the surface code. We then address this engineered bias at a higher level of encoding using a lattice-surgery surface code bus that exploits this bias, or a repetition code to make logical qubits with unbiased errors out of biased surface code qubits. Arbitrarily low error rates can then be reached by further concatenating with other codes, such as Steane [[7,1,3]] code and the [[15,7,3]] CSS code. This enables a scalable fixed-width quantum computing architecture on a square qubit lattice that is only 19 qubits wide, given physical qubits with an error rate of $8.0\times 10^{-4}$. This potentially eases engineering issues in systems with fine qubit pitches, such as quantum dots in silicon or gallium arsenide.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,1次元に制約された量子ビット格子の幅と,スケーラブルでフォールトトレラントな量子計算のための物理しきい値の関係について検討する。 固定幅の小さなアレイの従来の低しきい値を回避するために,曲面符号を用いた最小レベルの誤りバイアスを意図的に設計する。 次に,このバイアスを高いエンコーディングレベルで処理し,このバイアスを生かした格子サージサージサーフェスコードバスや,バイアスドサーフェスコードキュービットから偏りのないエラーを含む論理キュービットを生成する繰り返しコードを用いて,このバイアスに対処する。 任意に低いエラー率は、Steane[[7,1,3]]コードや[[15,7,3]]CSSコードなど、他のコードとさらに結合することで実現できる。 これにより、量子ビット幅が19キュービットしかない正方形量子ビット格子上のスケーラブルな固定幅量子コンピューティングアーキテクチャが可能となり、エラーレートは8.0\times 10^{-4}$である。 これは、ケイ素の量子ドットやヒ素のガリウムなど、微細な量子ビットピッチを持つシステムのエンジニアリング上の問題を緩和する可能性がある。

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