論文の概要: Mitigating Temporal Fragility in the XY Surface Code
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.17697v1
- Date: Thu, 26 Oct 2023 18:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-30 15:58:09.606385
- Title: Mitigating Temporal Fragility in the XY Surface Code
- Title（参考訳）: XY表面コードにおける時間的脆弱性の緩和
- Authors: Pei-Kai Tsai, Yue Wu, Shruti Puri
- Abstract要約: 局所的量子ビットを小さなグリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態に変換する論理的状態準備プロトコルを提案する。
この新たな手順では、1つの格子境界に沿った高レートエラーが論理的失敗を引き起こす可能性があることを証明している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.905125206318637
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: An important outstanding challenge that must be overcome in order to fully
utilize the XY surface code for correcting biased Pauli noise is the phenomena
of fragile temporal boundaries that arise during the standard logical state
preparation and measurement protocols. To address this challenge we propose a
new logical state preparation protocol based on locally entangling qubits into
small Greenberger-Horne-Zeilinger-like states prior to making the stabilizer
measurements that place them in the XY-code state. We prove that in this new
procedure $O(\sqrt{n})$ high-rate errors along a single lattice boundary can
cause a logical failure, leading to an almost quadratic reduction in the number
of fault-configurations compared to the standard state-preparation approach.
Moreover, the code becomes equivalent to a repetition code for high-rate
errors, guaranteeing a 50% code-capacity threshold during state preparation for
infinitely biased noise. With a simple matching decoder we confirm that our
preparation protocol outperforms the standard one in terms of both threshold
and logical error rate in the fault-tolerant regime where measurements are
unreliable and at experimentally realistic biases. We also discuss how our
state-preparation protocol can be inverted for similar
fragile-boundary-mitigated logical-state measurement.
- Abstract（参考訳）: 偏りのあるポーリノイズを補正するためにxy表面符号を十分に活用するために克服しなければならない重要な課題は、標準論理状態準備および測定プロトコル中に発生する脆弱な時間境界現象である。
この課題に対処するために、我々は、XY符号状態に配置する安定化器の測定を行う前に、局所的量子ビットを小さなグリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態にエンタングする新しい論理状態準備プロトコルを提案する。
この新たな手順において、単一の格子境界に沿って高いレートのエラーが論理的な故障を引き起こすことを証明し、標準的な状態準備アプローチと比較して、フォールト構成の数がほぼ2倍に減少することを示した。
さらに、コードはハイレートエラーの繰り返し符号と等価となり、無限バイアスノイズに対する状態準備中に50%のコード容量閾値が保証される。
簡易マッチングデコーダを用いて,測定値が信頼性に乏しく,実験的に現実的なバイアスを持つフォールトトレラントシステムにおいて,本プロトコルがしきい値と論理誤差率の両方で標準値を上回ることを確認した。
また、我々の状態準備プロトコルが、同様の脆弱な境界緩和論理状態測定にどのように逆化できるかについても論じる。
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