論文の概要: Long-range-enhanced surface codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.11719v1
• Date: Thu, 21 Sep 2023 01:39:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-22 17:13:31.301671
• Title: Long-range-enhanced surface codes
• Title（参考訳）: 長距離化表面符号
• Authors: Yifan Hong, Matteo Marinelli, Adam M. Kaufman, Andrew Lucas
• Abstract要約: 長距離拡張曲面符号は、数百の物理量子ビットを用いて従来の曲面符号より優れていた。 移動光学式ツイーザにおいて,トラップイオンや中性原子をベースとしたハードウェア用コードの実装を短期的に実施する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The surface code is a quantum error-correcting code for one logical qubit, protected by spatially localized parity checks in two dimensions. Due to fundamental constraints from spatial locality, storing more logical qubits requires either sacrificing the robustness of the surface code against errors or increasing the number of physical qubits. We bound the minimal number of spatially non-local parity checks necessary to add logical qubits to a surface code while maintaining, or improving, robustness to errors. We asymptotically saturate this bound using a family of hypergraph product codes, interpolating between the surface code and constant-rate low-density parity-check codes. Fault-tolerant protocols for logical operations generalize naturally to these longer-range codes, based on those from ordinary surface codes. We provide near-term practical implementations of this code for hardware based on trapped ions or neutral atoms in mobile optical tweezers. Long-range-enhanced surface codes outperform conventional surface codes using hundreds of physical qubits, and represent a practical strategy to enhance the robustness of logical qubits to errors in near-term devices.
• Abstract（参考訳）: 曲面符号は1つの論理量子ビットに対する量子誤り訂正符号であり、2次元の空間的局所化パリティチェックによって保護される。 空間的局所性からの基本的な制約のため、より論理的な量子ビットを格納するには、エラーに対する表面コードの堅牢さを犠牲にするか、物理的量子ビットの数を増やす必要がある。 エラーに対する堅牢性を維持しつつ、表面コードに論理キュービットを追加するために必要な最小の空間的非局所的パリティチェック数を制限した。 我々は、この境界をハイパーグラフ製品コード群を用いて漸近的に飽和させ、表面コードと定レート低密度パリティチェックコードを補間する。 論理演算のためのフォールトトレラントプロトコルは、通常の曲面符号に基づくこれらの長距離符号に自然に一般化する。 移動光学式ツイーザにおいて,トラップイオンや中性原子をベースとしたハードウェア用コードの実装を短期的に実施する。 長距離拡張曲面符号は、数百の物理量子ビットを用いた従来の曲面符号よりも優れており、短期デバイスにおける論理量子ビットの堅牢性を高めるための実用的な戦略である。

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