論文の概要: Fault-tolerant hyperbolic Floquet quantum error correcting codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10033v2
- Date: Fri, 22 Sep 2023 17:55:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-25 17:33:01.185732
- Title: Fault-tolerant hyperbolic Floquet quantum error correcting codes
- Title(参考訳): フォールトトレラント双曲フロッケ量子誤り訂正符号
- Authors: Ali Fahimniya, Hossein Dehghani, Kishor Bharti, Sheryl Mathew, Alicia
J. Koll\'ar, Alexey V. Gorshkov, Michael J. Gullans
- Abstract要約: 我々は「双曲フロッケ符号」と呼ばれる量子誤り訂正符号の族を導入する。
私たちの双曲的フロッケ符号の1つは、コード距離8の52の論理キュービットをエンコードするために400の物理キュービットを使用します。
小さなエラー率では、この符号に匹敵する論理的誤り抑制は、同じノイズモデルとデコーダを持つハニカム・フロケ符号を使用する場合、多くの物理量子ビット (1924) の5倍を必要とする。
- 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: A central goal in quantum error correction is to reduce the overhead of
fault-tolerant quantum computing by increasing noise thresholds and reducing
the number of physical qubits required to sustain a logical qubit. We introduce
a potential path towards this goal based on a family of dynamically generated
quantum error correcting codes that we call "hyperbolic Floquet codes." These
codes are defined by a specific sequence of non-commuting two-body measurements
arranged periodically in time that stabilize a topological code on a hyperbolic
manifold with negative curvature. We focus on a family of lattices for $n$
qubits that, according to our prescription that defines the code, provably
achieve a finite encoding rate $(1/8+2/n)$ and have a depth-3 syndrome
extraction circuit. Similar to hyperbolic surface codes, the distance of the
code at each time-step scales at most logarithmically in $n$. The family of
lattices we choose indicates that this scaling is achievable in practice. We
develop and benchmark an efficient matching-based decoder that provides
evidence of a threshold near 0.1% in a phenomenological noise model. Utilizing
weight-two check operators and a qubit connectivity of 3, one of our hyperbolic
Floquet codes uses 400 physical qubits to encode 52 logical qubits with a code
distance of 8, i.e., it is a $[[400,52,8]]$ code. At small error rates,
comparable logical error suppression to this code requires 5x as many physical
qubits (1924) when using the honeycomb Floquet code with the same noise model
and decoder.
- Abstract(参考訳): 量子誤差補正の中心的な目標は、ノイズしきい値を増やし、論理量子ビットを維持するのに必要な物理量子ビットの数を減らすことで、フォールトトレラント量子コンピューティングのオーバーヘッドを削減することである。
我々は、動的に生成された量子誤り訂正符号のファミリーに基づいて、この目標に向かっての潜在的な経路を導入する。
これらの符号は、負の曲率を持つ双曲多様体上の位相コードを安定させる周期的に配置された非可換な2体測定の特定の列によって定義される。
我々はn$ qubitsの格子群に焦点を当て、コードを定義する処方法によれば、有限符号化レート(1/8+2/n)$を達成し、深さ-3症候群抽出回路を持つ。
双曲曲面符号と同様に、各時間ステップにおけるコードの距離は、最も対数的に n$ でスケールする。
私たちが選択した格子の族は、このスケーリングが実際に実現可能であることを示している。
現象論的ノイズモデルにおいて,しきい値が0.1%に近いことを示す効率的なマッチングベースのデコーダを開発した。
重み2のチェック演算子と3つの量子ビット接続を利用することで、私たちの双曲的なフロッケ符号の1つは、400の物理量子ビットを使用して、コード距離8の52の論理量子ビットを符号化します。
小さなエラーレートでは、同じノイズモデルとデコーダを持つhoneycomb floquetコードを使用する場合、同様の論理エラー抑制は、物理キュービットの5倍 (1924) を必要とする。
関連論文リスト
- High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory [4.91491092996493]
符号化率の高いLDPC符号群に基づくエンドツーエンドの量子誤り訂正プロトコルを提案する。
12個の論理量子ビットを288個の物理量子ビットを用いて100万回近くのシンドロームサイクルで保存できることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-15T17:55:12Z) - Constructions and performance of hyperbolic and semi-hyperbolic Floquet
codes [5.33024001730262]
閉双曲曲面のカラーコードタイリングから派生したフロケ符号の族を構築する。
また、距離スケーリングを改善した半双曲型フロケット符号も構築する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-07T17:54:45Z) - Fault-Tolerant Computing with Single Qudit Encoding [49.89725935672549]
単一マルチレベルキューディットに実装された安定化器量子エラー訂正符号について論じる。
これらのコードは、quditの特定の物理的エラーに合わせてカスタマイズすることができ、効果的にそれらを抑制することができる。
分子スピン四重項上のフォールトトレラントな実装を実証し、線形キューディットサイズのみの成長を伴うほぼ指数関数的な誤差抑制を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-07-20T10:51:23Z) - Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。
本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。
提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-27T08:16:26Z) - Quantum computation on a 19-qubit wide 2d nearest neighbour qubit array [59.24209911146749]
本稿では,1次元に制約された量子ビット格子の幅と物理閾値の関係について検討する。
我々は、表面コードを用いた最小レベルのエンコーディングでエラーバイアスを設計する。
このバイアスを格子サージャリングサーフェスコードバスを用いて高レベルなエンコーディングで処理する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-03T06:16:07Z) - A local pre-decoder to reduce the bandwidth and latency of quantum error
correction [3.222802562733787]
フォールトトレラントな量子コンピュータは、量子ハードウェアと対面する古典的な復号システムによってサポートされる。
本稿では,標準整合デコーダに送信されるシンドロームデータの量を削減するために,グリーディ補正を行うローカルプリデコーダを提案する。
プリデコーダを用いてグローバルデコーダのランタイムと通信帯域幅を大幅に改善する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-08-09T11:01:56Z) - Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit [147.2624260358795]
複数のコードサイズにわたる論理量子ビット性能のスケーリングの測定について報告する。
超伝導量子ビット系は、量子ビット数の増加による追加誤差を克服するのに十分な性能を有する。
量子誤り訂正は量子ビット数が増加するにつれて性能が向上し始める。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-13T18:00:02Z) - Quantum variational learning for quantum error-correcting codes [5.627733119443356]
VarQECは、ハードウェア効率の良い符号化回路で量子コードを探索するノイズ耐性変動量子アルゴリズムである。
原則として、VarQECは、添加物、非添加物、非退化物、純物、不純物など、任意のエラーモデルに対する量子コードを見つけることができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-04-07T16:38:27Z) - Improved decoding of circuit noise and fragile boundaries of tailored
surface codes [61.411482146110984]
高速かつ高精度なデコーダを導入し、幅広い種類の量子誤り訂正符号で使用することができる。
我々のデコーダは、信仰マッチングと信念フィンドと呼ばれ、すべてのノイズ情報を活用し、QECの高精度なデモを解き放つ。
このデコーダは, 標準の正方形曲面符号に対して, 整形曲面符号において, より高いしきい値と低い量子ビットオーバーヘッドをもたらすことがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-09T18:48:54Z) - Exponential suppression of bit or phase flip errors with repetitive
error correction [56.362599585843085]
最先端の量子プラットフォームは通常、物理的エラーレートが10~3ドル近くである。
量子誤り訂正(QEC)は、多くの物理量子ビットに量子論理情報を分散することで、この分割を橋渡しすることを約束する。
超伝導量子ビットの2次元格子に埋め込まれた1次元繰り返し符号を実装し、ビットまたは位相フリップ誤差の指数的抑制を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-02-11T17:11:20Z) - Describing quantum metrology with erasure errors using weight
distributions of classical codes [9.391375268580806]
我々は、古典的な$[n,k,d]$二進ブロック符号に対応する構造を持つ量子プローブ状態について検討する。
これらのプローブ状態が古典場の未知の大きさを推定できるという究極の精度の限界を得る。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-06T16:22:40Z)
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。