論文の概要: Encoding a magic state with beyond break-even fidelity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.13581v1
• Date: Tue, 23 May 2023 01:19:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-24 20:02:24.816969
• Title: Encoding a magic state with beyond break-even fidelity
• Title（参考訳）: 破れのない忠実さで魔法の状態を符号化する
• Authors: Riddhi S. Gupta, Neereja Sundaresan, Thomas Alexander, Christopher J. Wood, Seth T. Merkel, Michael B. Healy, Marius Hillenbrand, Tomas Jochym-O'Connor, James R. Wootton, Theodore J. Yoder, Andrew W. Cross, Maika Takita and Benjamin J. Brown
• Abstract要約: 我々は、フォールトトレラント論理ゲートの普遍的なセットを完成させるために、マジックステートを蒸留する。 蒸留工程の良質な入力状態を符号化することにより、魔法の状態を生成するための資源コストを削減できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.810756206563354
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We distill magic states to complete a universal set of fault-tolerant logic gates that is needed for large-scale quantum computing. By encoding better quality input states for our distillation procedure, we can reduce the considerable resource cost of producing magic states. We demonstrate an error-suppressed encoding scheme for a two-qubit input magic state, that we call the CZ state, on an array of superconducting qubits. Using a complete set of projective logical Pauli measurements, that are also tolerant to a single circuit error, we propose a circuit that demonstrates a magic state prepared with infidelity $(1.87 \pm 0.16) \times 10^{-2}$. Additionally, the yield of our scheme increases with the use of adaptive circuit elements that are conditioned in real time on mid-circuit measurement outcomes. We find our results are consistent with variations of the experiment, including where we use only post-selection in place of adaptive circuits, and where we interrogate our output state using quantum state tomography on the data qubits of the code. Remarkably, the error-suppressed preparation experiment demonstrates a fidelity exceeding that of the preparation of the same unencoded magic-state on any single pair of physical qubits on the same device.
• Abstract（参考訳）: 我々は、大規模量子コンピューティングに必要なフォールトトレラント論理ゲートの普遍的なセットを完成させるために、マジックステートを蒸留する。 蒸留手順の質の高い入力状態をエンコードすることで、マジック状態を生成するためのかなりのリソースコストを削減できる。 我々は、超伝導量子ビットの配列上にcz状態と呼ばれる2量子ビット入力マジック状態の誤り抑制符号化方式を示す。 単一の回路エラーにも耐性のある投影論理ポーリ測定の完全なセットを用いて,不確かさ (1.87 \pm 0.16) \times 10^{-2}$ で用意されたマジック状態を示す回路を提案する。 さらに,中回路計測結果にリアルタイムに条件づけされた適応回路素子を用いることで,提案方式の利得が向上した。 実験の結果は適応回路の代わりにポストセレクションのみを用いる場合や、コードのデータキュービット上の量子状態トモグラフィーを用いて出力状態を問う場合など、実験のバリエーションと一致している。 特筆すべきは、誤差抑圧された準備実験は、同じデバイス上の1対の物理量子ビット上で同じ未符号化のマジック状態を作成することの忠実さを実証する。

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