論文の概要: Improved quantum error correction with randomized compiling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.06846v1
• Date: Mon, 13 Mar 2023 04:24:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-14 16:31:53.236422
• Title: Improved quantum error correction with randomized compiling
• Title（参考訳）: ランダムコンパイルによる量子誤差補正の改善
• Authors: Aditya Jain, Pavithran Iyer, Stephen D. Bartlett and Joseph Emerson
• Abstract要約: 現在の量子コンピューティングのハードウェアは高レベルのノイズに悩まされている。 誤り訂正符号の性能向上のために,ノイズ調整技術を用いた場合の役割と有効性について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Current hardware for quantum computing suffers from high levels of noise, and so to achieve practical fault-tolerant quantum computing will require powerful and efficient methods to correct for errors in quantum circuits. Here, we explore the role and effectiveness of using noise tailoring techniques to improve the performance of error correcting codes. Noise tailoring methods such as randomized compiling (RC) convert complex coherent noise processes to effective stochastic noise. While it is known that this can be leveraged to design efficient diagnostic tools, we explore its impact on the performance of error correcting codes. Of particular interest is the important class of coherent errors, arising from control errors, where RC has the maximum effect -- converting these into purely stochastic errors. For these errors, we show here that RC delivers an improvement in performance of the concatenated Steane code by several orders of magnitude. We also show that below a threshold rotation angle, the gains in logical fidelity can be arbitrarily magnified by increasing the size of the codes. These results suggest that using randomized compiling can lead to a significant reduction in the resource overhead required to achieve fault tolerance.
• Abstract（参考訳）: 現在の量子コンピューティングのハードウェアは高いレベルのノイズに悩まされており、実用的な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には、量子回路のエラーを修正するための強力で効率的な方法が必要となる。 本稿では,ノイズ調整手法を用いた誤り訂正符号の性能向上における役割と有効性について検討する。 ランダム化コンパイル(RC)のようなノイズ調整手法は、複雑なコヒーレントノイズ処理を有効確率雑音に変換する。 効率的な診断ツールの設計に利用できることは知られているが、エラー訂正コードの性能に与える影響について検討する。 特に興味深いのは、制御エラーから生じるコヒーレントエラーの重要なクラスであり、RCは最大効果を持ち、これらを純粋に確率的なエラーに変換する。 これらのエラーに対して、rcは結合したsteaneコードのパフォーマンスを数桁改善することを示している。 また,しきい値回転角以下では,符号の大きさを増加させることで,論理忠実度の向上を任意に拡大できることを示した。 これらの結果から, ランダム化コンパイルを用いることで, 耐故障性を実現するために必要なリソースオーバーヘッドを大幅に削減できる可能性が示唆された。

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