論文の概要: Facilitating Practical Fault-tolerant Quantum Computing Based on Color Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05222v3
• Date: Sat, 23 Sep 2023 06:37:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-27 00:48:25.154683
• Title: Facilitating Practical Fault-tolerant Quantum Computing Based on Color Codes
• Title（参考訳）: カラーコードに基づく実用的フォールトトレラント量子コンピューティング
• Authors: Jiaxuan Zhang, Yu-Chun Wu and Guo-Ping Guo
• Abstract要約: 本研究では,カラーコードに基づく実用的なフォールトトレラント量子コンピューティングを実現するために,いくつかの重要な課題に対処する。 まず、誤り率関連重み付き復号グラフを導入することにより、三角カラーコードのしきい値を改善する。 次に,カラーコード格子手術における回路レベルの復号化戦略について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7826806223782055
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Color code is a promising topological code for fault-tolerant quantum computing. Insufficient research on color code has delayed its practical application. In this work, we address several key issues to facilitate practical fault-tolerant quantum computing based on color codes. First, by introducing decoding graphs with error-rate-related weights, we improve the threshold of the triangular color code under the standard circuit-level noise model to $0.47\%$, narrowing the gap to that of the surface code. Second, we investigate the circuit-level decoding strategy of color code lattice surgery, which is crucial for performing logical operations in a quantum computer with two-dimensional architecture. Lastly, the state injection protocol of triangular color code is proposed, offering an optimal logical error rate compared to any other state injection protocol of the CSS code, which is beneficial for increasing the efficiency of magic state distillation.
• Abstract（参考訳）: カラーコードはフォールトトレラント量子コンピューティングにとって有望なトポロジカルコードである。 カラーコードに関する不十分な研究は、その実用化を遅らせた。 本研究では,カラーコードに基づく実用的フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するために,いくつかの重要な課題を解決する。 まず,誤り率関連重み付き復号グラフを導入することで,標準回路レベルのノイズモデルにおける三角形色コードの閾値を0.47\%$に改善し,表面符号とのギャップを狭める。 次に,2次元アーキテクチャを持つ量子コンピュータにおいて論理演算を行う上で重要なカラーコード格子手術の回路レベル復号戦略について検討する。 最後に、三角カラーコードの状態注入プロトコルを提案し、CSSコードの他の状態注入プロトコルと比較して最適な論理誤差率を提供し、マジック状態蒸留の効率を高めるのに有用である。

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