論文の概要: Simulation of noisy Clifford circuits without fault propagation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15345v1
- Date: Wed, 27 Sep 2023 01:30:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-28 17:09:23.640373
- Title: Simulation of noisy Clifford circuits without fault propagation
- Title（参考訳）: 断層伝搬を伴わないノイズクリフォード回路のシミュレーション
- Authors: Nicolas Delfosse and Adam Paetznick
- Abstract要約: 故障伝播を必要としないすべてのクリフォード回路のシミュレーションアルゴリズムを提案する。
提案アルゴリズムはABCシミュレーションと呼ばれ,伝播が後方への伝播の随伴であるという事実に依拠する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1727619150610837
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The design and optimization of a large-scale fault-tolerant quantum computer
architecture relies extensively on numerical simulations to assess the
performance of each component of the architecture. The simulation of
fault-tolerant gadgets, which are typically implemented by Clifford circuits,
is done by sampling circuit faults and propagating them through the circuit to
check that they do not corrupt the logical data. One may have to repeat this
fault propagation trillions of times to extract an accurate estimate of the
performance of a fault-tolerant gadget. For some specific circuits, such as the
standard syndrome extraction circuit for surface codes, we can exploit the
natural graph structure of the set of faults to perform a simulation without
fault propagation. We propose a simulation algorithm for all Clifford circuits
that does not require fault propagation and instead exploits the mathematical
structure of the spacetime code of the circuit. Our algorithm, which we name
adjoint-based code (ABC) simulation, relies on the fact that propagation
forward is the adjoint of propagation backward in the sense of Proposition 3
from [14]. We use this result to replace the propagation of trillions of
fault-configurations by the backward propagation of a small number of Pauli
operators which can be precomputed once and for all.
- Abstract（参考訳）: 大規模フォールトトレラント量子コンピュータアーキテクチャの設計と最適化は、アーキテクチャの各コンポーネントの性能を評価する数値シミュレーションに大きく依存している。
通常クリフォード回路で実装されるフォールトトレラントガジェットのシミュレーションは、回路の故障をサンプリングし、それらを回路を通して伝播させ、論理データを破損しないようにする。
フォールトトレラントガジェットの性能を正確に見積もるために、この障害伝播を何兆回も繰り返す必要があるかもしれない。
表面符号の標準シンドローム抽出回路などの特定回路では,故障集合の自然なグラフ構造を利用して,故障伝播を伴わずにシミュレーションを行うことができる。
本稿では,故障伝播を必要としないクリフォード回路のシミュレーションアルゴリズムを提案し,その代わりに,回路の時空符号の数学的構造を利用する。
私たちがabcシミュレーションと呼ぶアルゴリズムは,[14]からの命題3の意味で,進行伝播が後方伝播の随伴であるという事実に依存している。
この結果は、少数のパウリ作用素の後方伝播によって、数兆の故障構成の伝播を置き換えるために用いられる。
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