論文の概要: Long-range-enhanced surface codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.11719v3
- Date: Tue, 5 Mar 2024 04:55:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 02:26:33.012565
- 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: 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る。
より論理的な量子ビットを格納するには、エラーに対して表面コードの堅牢性を犠牲にするか、物理量子ビットの数を増やすかが必要となる。
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。
- 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 nonlocal 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 gates in the quantum code can be inherited
from its classical parent 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、空間的に非局所的なパリティチェックの最小数を制限した。
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。
量子コードの論理ゲートに対するフォールトトレラントプロトコルは、その古典的な親コードから継承することができる。
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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