論文の概要: Low-Depth Flag-Style Syndrome Extraction for Small Quantum Error-Correction Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.00784v1
• Date: Mon, 1 May 2023 12:08:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-02 13:21:47.628833
• Title: Low-Depth Flag-Style Syndrome Extraction for Small Quantum Error-Correction Codes
• Title（参考訳）: 小型量子誤り訂正符号に対する低精細フラグ型シンドローム抽出
• Authors: Dhruv Bhatnagar, Matthew Steinberg, David Elkouss, Carmen G. Almudever, Sebastian Feld
• Abstract要約: フラッグスタイルのフォールトトレランスは、小さなフォールトトレラント量子エラー補正実験の実現におけるリンチピンとなっている。 安定度測定の動的選択は,低深度シンドローム抽出回路を用いたフラグプロトコルに導かれることを示す。 この研究は、フォールトトレラント量子エラー補正における回路オーバーヘッドを低減するために、フル安定化器群の特性を利用するための対話を開放する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2354542488854734
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Flag-style fault-tolerance has become a linchpin in the realization of small fault-tolerant quantum-error correction experiments. The flag protocol's utility hinges on low qubit overhead, which is typically much smaller than in other approaches. However, as in most fault-tolerance protocols, the advantages of flag-style error correction come with a tradeoff: fault tolerance can be guaranteed, but such protocols involve high-depth circuits, due to the need for repeated stabilizer measurements. Here, we demonstrate that a dynamic choice of stabilizer measurements, based on past syndromes, and the utilization of elements from the full stabilizer group, leads to flag protocols with lower-depth syndrome-extraction circuits for the [[5,1,3]] code, as well as for the Steane code when compared to the standard methods in flag fault tolerance. We methodically prove that our new protocols yield fault-tolerant lookup tables, and demonstrate them with a pseudothreshold simulation, showcasing large improvements for all protocols when compared to previously-established methods. This work opens the dialogue on exploiting the properties of the full stabilizer group for reducing circuit overhead in fault-tolerant quantum-error correction.
• Abstract（参考訳）: フラッグスタイルのフォールトトレランスは、小さなフォールトトレラント量子エラー補正実験の実現におけるリンチピンとなっている。 フラグプロトコルのユーティリティは、通常他のアプローチよりもはるかに小さい、低キュービットのオーバヘッドにヒンジする。 しかし、多くのフォールトトレランスプロトコルと同様に、フラグスタイルのエラー訂正の利点にはトレードオフがある。 本稿では,[5,1,3]]コードに対して,過去症候群に基づく安定化器測定の動的選択と,完全安定器群からの要素の利用により,[5,1,3]]コードに対してより詳細なシンドローム抽出回路を用いたフラッグプロトコル,および,フラッグフォールトトレランスの標準的な手法と比較した場合のステアン符号を導出する。 提案手法では,新しいプロトコルがフォールトトレラントなルックアップテーブルを生成できることを示すとともに,擬似閾値シミュレーションにより,従来確立されていた手法と比較して,全プロトコルの大幅な改善を示す。 この研究は、フォールトトレラント量子エラー補正における回路オーバーヘッドを低減するために、フル安定化器群の特性を利用するための対話を開放する。

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