論文の概要: Improved Pairwise Measurement-Based Surface Code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12981v1
• Date: Thu, 19 Oct 2023 17:59:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-20 13:35:02.422258
• Title: Improved Pairwise Measurement-Based Surface Code
• Title（参考訳）: Pairwise Measurement-based Surface Code の改良
• Authors: Linnea Grans-Samuelsson, Ryan V. Mishmash, David Aasen, Christina Knapp, Bela Bauer, Brad Lackey, Marcus P. da Silva, Parsa Bonderson
• Abstract要約: 我々は,1量子ビットと近傍の2量子ビットのパウリ測度を用いて,四角形格子上の曲面符号の新たな実現法を考案した。 この実現は、表面符号の事前の対計測に基づく実現よりも大きな優位性を得る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We devise a new realization of the surface code on a rectangular lattice of qubits utilizing single-qubit and nearest-neighbor two-qubit Pauli measurements and three auxiliary qubits per plaquette. This realization gains substantial advantages over prior pairwise measurement-based realizations of the surface code. It has a short operation period of 4 steps and our performance analysis for a standard circuit noise model yields a high fault-tolerance threshold of approximately $0.66\% $. The syndrome extraction circuits avoid bidirectional hook errors, so we can achieve full code distance by choosing appropriate boundary conditions. We also construct variants of the syndrome extraction circuits that entirely prevent hook errors, at the cost of larger circuit depth. This achieves full distance regardless of boundary conditions, with only a modest decrease in the threshold. Furthermore, we propose an efficient strategy for dealing with dead components (qubits and measurements) in our surface code realization, which can be adopted more generally for other surface code realizations. This new surface code realization is highly optimized for Majorana-based hardware, accounting for constraints imposed by layouts and the implementation of measurements, making it competitive with the recently proposed Floquet codes.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 1キュービット, 最寄りの2キュービットパウリ測定と, プラーペット当たり3キュービットの補助値を用いて, キュービットの長方形格子上での表面符号を新たに実現する。 この実現は、事前のペアワイズ計測に基づく表面コードの実現よりも実質的な利点をもたらす。 動作期間は4段階であり, 標準回路ノイズモデルの性能解析の結果, 耐故障閾値が約0.66 %であることがわかった。 シンドローム抽出回路は双方向のフックエラーを避けるため、適切な境界条件を選択することで完全な符号距離を達成することができる。 また,より深い回路深度を犠牲にして,フックエラーを完全に防止するシンドローム抽出回路の変種も構築する。 これにより境界条件に関係なく完全な距離が得られ、閾値はわずかに低下する。 さらに,表面コードの実現においてデッドコンポーネント(量子ビットと測定値)を扱うための効率的な戦略を提案する。 新しい表面コードの実現はMajoranaベースのハードウェアに高度に最適化されており、レイアウトによる制約や測定の実装を考慮に入れており、最近提案されたFloquetコードと競合する。

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