論文の概要: Tailoring quantum error correction to spin qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.17786v2
• Date: Wed, 13 Mar 2024 16:25:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-14 18:57:15.129142
• Title: Tailoring quantum error correction to spin qubits
• Title（参考訳）: スピン量子ビットへの量子誤差補正のテーラー化
• Authors: Bence Het\'enyi and James R. Wootton
• Abstract要約: 最先端のエラー訂正コードでは、最寄りの接続しか必要としない。 これらの誤り訂正符号のそれぞれにスピン量子レイアウトが必要であった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spin qubits in semiconductor structures bring the promise of large-scale 2D integration, with the possibility to incorporate the control electronics on the same chip. In order to perform error correction on this platform, the characteristic features of spin qubits need to be accounted for. E.g., qubit readout involves an additional qubit which necessitates careful reconsideration of the qubit layout. The noise affecting spin qubits has further peculiarities such as the strong bias towards dephasing. In this work we consider state-of-the-art error correction codes that require only nearest-neighbour connectivity and are amenable to fast decoding via minimum-weight perfect matching. Compared to the surface code, the XZZX code, the reduced-connectivity surface code, the XYZ$^2$ matching code, and the Floquet code all bring different advantages in terms of error threshold, connectivity, or logical qubit encoding. We present the spin-qubit layout required for each of these error correction codes, accounting for reference qubits required for spin readout. The performance of these codes is studied under circuit-level noise accounting for distinct error rates for gates, readout and qubit decoherence during idling stages.
• Abstract（参考訳）: 半導体構造におけるスピン量子ビットは、制御エレクトロニクスを同じチップに組み込む可能性があり、大規模な2D統合を実現する。 このプラットフォーム上で誤り訂正を行うには、スピン量子ビットの特徴的特徴を考慮する必要がある。 例えば、qubitreadoutは、qubitレイアウトの慎重に再検討を必要とする追加のqubitを含む。 スピン量子ビットに影響を及ぼすノイズは、デフォーカスに対する強いバイアスのようなさらに特異性を持つ。 本研究では,最寄りの接続しか必要とせず,最小限の完全マッチングによる高速復号化が可能な最先端の誤り訂正符号について検討する。 表面符号と比較して、XZZX符号、縮小接続面符号、XYZ$^2$マッチング符号、フロケ符号は誤り閾値、接続性、論理量子ビット符号化の点で異なる利点をもたらす。 これらの誤り訂正符号のそれぞれに必要となるスピンキュービットレイアウトを示し、スピン読み出しに必要な参照キュービットを考慮に入れた。 これらの符号の性能は, アイドリング段階におけるゲート, リードアウト, キュービットのデコヒーレンスに対して, 異なる誤差率を示す回路レベルのノイズカウンタにより検討される。

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