論文の概要: Mitigating Temporal Fragility in the XY Surface Code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.17697v2
• Date: Wed, 14 Aug 2024 17:10:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-15 18:26:43.815819
• 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）: 3.4746204759424715
• 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）: 偏りのあるパウリノイズを補正するためにXY面コード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、標準的な論理状態の準備と測定プロトコルの間に生じる脆弱な時間境界の現象である。 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。 この新たな手順では、1つの格子境界に沿った高レートエラーが論理的故障を引き起こすことが証明され、標準的な状態準備手法と比較して、故障数はほぼ2次減少する。 さらに、コードは高いレートエラーの繰り返し符号と等価となり、無限にバイアスのある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。 単純な整合デコーダを用いて, 測定が信頼性に欠け, 実験的に現実的なバイアスが生じるフォールトトレラント体制において, しきい値, 論理誤差の両面で, 標準プロトコルよりも優れていることを確認した。 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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