論文の概要: Near-term $n$ to $k$ distillation protocols using graph codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.11465v2
- Date: Thu, 11 May 2023 15:49:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-12 17:51:25.953411
- Title: Near-term $n$ to $k$ distillation protocols using graph codes
- Title（参考訳）: グラフ符号を用いたほぼ長期$n$から$k$蒸留プロトコル
- Authors: Kenneth Goodenough, S\'ebastian de Bone, Vaishnavi L. Addala, Stefan
Krastanov, Sarah Jansen, Dion Gijswijt, David Elkouss
- Abstract要約: ノイズの多いハードウェアは、短期的な量子インターネットの実現において大きなハードルとなっている。
ここでは、実験的に関係のある蒸留プロトコルのクラスを考え、ここでは、$n$から$k$のエンタングル対を蒸留する。
この対応を利用して、量子インターネットにとって重要ないくつかのタスクに対して、このクラスで証明可能な最適な蒸留プロトコルを見つける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Noisy hardware forms one of the main hurdles to the realization of a
near-term quantum internet. Distillation protocols allows one to overcome this
noise at the cost of an increased overhead. We consider here an experimentally
relevant class of distillation protocols, which distill $n$ to $k$ end-to-end
entangled pairs using bilocal Clifford operations, a single round of
communication and a possible final local operation depending on the observed
measurement outcomes. In the case of permutationally invariant depolarizing
noise on the input states, we find a correspondence between these distillation
protocols and graph codes. We leverage this correspondence to find provably
optimal distillation protocols in this class for several tasks important for
the quantum internet. This correspondence allows us to investigate use cases
for so-called non-trivial measurement syndromes. Furthermore, we detail a
recipe to construct the circuit used for the distillation protocol given a
graph code. We use this to find circuits of short depth and small number of
two-qubit gates. Additionally, we develop a black-box circuit optimization
algorithm, and find that both approaches yield comparable circuits. Finally, we
investigate the teleportation of encoded states and find protocols which
jointly improve the rate and fidelities with respect to prior art.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多いハードウェアは、短期的な量子インターネットの実現において大きなハードルとなっている。
蒸留プロトコルにより、オーバーヘッドの増加によってこのノイズを克服することができる。
ここでは,バイローカルなクリフォード演算,単一ラウンドの通信,および観測結果による最終ローカル操作を用いて,$n$から$k$の中間対を蒸留する蒸留プロトコルを実験的に検討する。
入力状態における変分非偏極雑音の場合、これらの蒸留プロトコルとグラフ符号の対応性を見出す。
この対応を利用して、量子インターネットにとって重要ないくつかのタスクに対して、このクラスで証明可能な最適な蒸留プロトコルを見つける。
この対応により、いわゆる非自明な測定症候群のユースケースを調査できる。
さらに,グラフコードを与えられた蒸留プロトコルに使用する回路を構成するレシピを詳述する。
これを使って、短い深さと少数の2量子ビットゲートの回路を見つける。
さらに,ブラックボックス回路最適化アルゴリズムを開発した。
最後に、符号化された状態のテレポーテーションを調査し、先行技術に関する率と忠実性を共同で改善するプロトコルを見つける。
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