論文の概要: Logical Magic State Preparation with Fidelity Beyond the Distillation
Threshold on a Superconducting Quantum Processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.15972v2
- Date: Wed, 31 May 2023 00:55:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-02 02:01:15.484266
- Title: Logical Magic State Preparation with Fidelity Beyond the Distillation
Threshold on a Superconducting Quantum Processor
- Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサ上の蒸留閾値を超える忠実度を持つ論理マジック状態生成
- Authors: Yangsen Ye, Tan He, He-Liang Huang, Zuolin Wei, Yiming Zhang, Youwei
Zhao, Dachao Wu, Qingling Zhu, Huijie Guan, Sirui Cao, Fusheng Chen,
Tung-Hsun Chung, Hui Deng, Daojin Fan, Ming Gong, Cheng Guo, Shaojun Guo,
Lianchen Han, Na Li, Shaowei Li, Yuan Li, Futian Liang, Jin Lin, Haoran Qian,
Hao Rong, Hong Su, Shiyu Wang, Yulin Wu, Yu Xu, Chong Ying, Jiale Yu, Chen
Zha, Kaili Zhang, Yong-Heng Huo, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu,
and Jian-Wei Pan
- Abstract要約: 表面コードに基づくフォールトトレラント量子コンピューティングは、実用的な大規模量子コンピュータの魅力的な候補として浮上している。
回転曲面符号の任意の論理状態準備のためのハードウェア効率が高くスケーラブルなプロトコルを提案する。
さらに, 超伝導量子プロセッサのtextitZuchongzhi 2.1 に実装した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.66929930736679
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Fault-tolerant quantum computing based on surface code has emerged as an
attractive candidate for practical large-scale quantum computers to achieve
robust noise resistance. To achieve universality, magic states preparation is a
commonly approach for introducing non-Clifford gates. Here, we present a
hardware-efficient and scalable protocol for arbitrary logical state
preparation for the rotated surface code, and further experimentally implement
it on the \textit{Zuchongzhi} 2.1 superconducting quantum processor. An average
of \hhl{$0.8983 \pm 0.0002$} logical fidelity at different logical states with
distance-three is achieved, \hhl{taking into account both state preparation and
measurement errors.} In particular, \hhl{the magic states
$|A^{\pi/4}\rangle_L$, $|H\rangle_L$, and $|T\rangle_L$ are prepared
non-destructively with logical fidelities of $0.8771 \pm 0.0009 $, $0.9090 \pm
0.0009 $, and $0.8890 \pm 0.0010$, respectively, which are higher than the
state distillation protocol threshold, 0.859 (for H-type magic state) and 0.827
(for T -type magic state).} Our work provides a viable and efficient avenue for
generating high-fidelity raw logical magic states, which is essential for
realizing non-Clifford logical gates in the surface code.
- Abstract（参考訳）: 表面コードに基づくフォールトトレラント量子コンピューティングは、堅牢なノイズ耐性を実現するための実用的な大規模量子コンピュータの魅力的な候補として浮上している。
普遍性を達成するために、マジックステートの準備は非クリフォードゲートを導入する一般的なアプローチである。
本稿では,回転した曲面コードに対して任意の論理状態を生成するためのハードウェア効率とスケーラブルなプロトコルを提案し,さらにそれを \textit{zuchongzhi} 2.1超伝導量子プロセッサ上で実験的に実装する。
距離3の異なる論理状態におけるhhl{$0.8983 \pm 0.0002$} の論理的忠実度の平均は、状態準備と測定誤差の両方を考慮すると達成される。
特に、'hhl{the magic state $|A^{\pi/4}\rangle_L$, $|H\rangle_L$, $|T\rangle_L$は、それぞれ、状態蒸留プロトコルのしきい値よりも高い$0.8771 \pm 0.0009 $, $0.9090 \pm 0.0009 $, $0.8890 \pm 0.0010$, 0.859(H型マジックステート)と0.827(T型マジックステート)で非破壊的に作成される。
われわれの研究は、表面コードにおける非クリフォード論理ゲートの実現に不可欠である高忠実な生の論理マジック状態を生成するための、実用的で効率的な経路を提供する。
関連論文リスト
- Optimizing Multi-level Magic State Factories for Fault-Tolerant Quantum Architectures [0.8642846017977626]
専用ゾーンをマルチレベルマジックステートファクトリと,効率的な論理演算のためのコアプロセッサとして考える。
提案したアーキテクチャでは、量子メモリを持つ量子コンピュータ上で実行される場合、T$--1015$の量子アルゴリズムに105$--108$の物理量子ビットと102$--104$の論理量子ビット数を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-06T21:25:34Z) - Constant-Overhead Magic State Distillation [10.97201040724828]
マジックステート蒸留は、フォールトトレラント量子計算において重要ながリソース集約的なプロセスである。
既存のプロトコルは、多少の$gamma > 0$で、多対数的に増加するオーバーヘッドを必要とする。
我々は$mathcalO(1)$オーバーヘッド、つまり最適な$gamma = 0$を達成するプロトコルを開発する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-14T18:31:22Z) - Even more efficient magic state distillation by zero-level distillation [0.8009842832476994]
正方格子上の物理量子ビットを用いて高忠実度論理マジック状態を作成するゼロレベル蒸留を提案する。
鍵となるアイデアは、Steaneコードを使用して、ノイズの多いCliffordゲートとエラー検出を使って論理的なマジック状態を蒸留することだ。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-06T19:01:28Z) - Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。
我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z) - Simulation of IBM's kicked Ising experiment with Projected Entangled
Pair Operator [71.10376783074766]
我々は最近,誤りを軽減した量子回路を用いてエミュレートされた127量子ビットキックド・イジングモデルの古典的シミュレーションを行った。
提案手法はハイゼンベルク図の射影的絡み合ったペア作用素(PEPO)に基づいている。
我々はクリフォード展開理論を開発し、正確な期待値を計算し、それらをアルゴリズムの評価に利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-06T10:24:23Z) - Average-case Speedup for Product Formulas [69.68937033275746]
製品公式(英: Product formulas)またはトロッター化(英: Trotterization)は、量子系をシミュレートする最も古い方法であり、いまだに魅力的な方法である。
我々は、ほとんどの入力状態に対して、トロッター誤差が定性的に優れたスケーリングを示すことを証明した。
我々の結果は、平均的なケースにおける量子アルゴリズムの研究の扉を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-09T18:49:48Z) - High-Fidelity Magic-State Preparation with a Biased-Noise Architecture [2.624902795082451]
マジックステート蒸留は、高忠実度資源状態を生成するためにノイズの多い入力状態を消費するリソース集約サブルーチンである。
本稿では,状態準備中に発生する過大なエラーを検出するエラー検出コードを提案する。
われわれのアプローチは、短期技術によるオーバーヘッドの大幅な削減を約束する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-06T18:02:01Z) - Quantum coding with low-depth random circuits [2.4201087215689947]
我々は、局所接続を持つ低深さランダム回路のアンサンブルを用いて、量子誤り訂正符号を生成する。
ランダム安定化器符号や消去チャネルの場合、深さ$O(log N)$ランダム回路が必要であるという強い証拠が得られます。
これらの結果は、有限レート量子符号が近距離デバイスに実質的に関係していることを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-19T18:25:30Z) - Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。
シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。
これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-28T17:21:25Z) - Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State
Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。
我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z) - Minimum optical depth multi-port interferometers for approximating any
unitary transformation and any pure state [52.77024349608834]
任意の次元の純粋な状態は、任意の次元の$d$で、マルチポート干渉計を用いて不忠実な$le 10-15$で作成できることが示される。
The schemes in [Phys. Rev. Lett. textbf73, 58 (1994) and Optica text3, 1460, 1460, but a infidelity in order of 10-7$ for block-diagonal unitary transformations。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-04T15:40:49Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。