論文の概要: Co-Designed Superconducting Architecture for Lattice Surgery of Surface Codes with Quantum Interface Routing Card

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.01246v1
• Date: Sat, 2 Dec 2023 23:23:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-05 18:16:47.397031
• Title: Co-Designed Superconducting Architecture for Lattice Surgery of Surface Codes with Quantum Interface Routing Card
• Title（参考訳）: 量子インタフェースルーティングカードを用いた表面符号の格子手術のための共設計超電導アーキテクチャ
• Authors: Charles Guinn, Samuel Stein, Esin Tureci, Guus Avis, Chenxu Liu, Stefan Krastanov, Andrew A. Houck, Ang Li
• Abstract要約: 現在の超伝導量子ビット系は数百個の物理量子ビットしか持たない。 超伝導量子ビットプラットフォーム上で最も有望な符号の1つは表面符号である。 表面コードモジュール間の格子手術のための超伝導量子インタフェースカードQuIRCを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.624238181038094
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Facilitating the ability to achieve logical qubit error rates below physical qubit error rates, error correction is anticipated to play an important role in scaling quantum computers. While many algorithms require millions of physical qubits to be executed with error correction, current superconducting qubit systems contain only hundreds of physical qubits. One of the most promising codes on the superconducting qubit platform is the surface code, requiring a realistically attainable error threshold and the ability to perform universal fault-tolerant quantum computing with local operations via lattice surgery and magic state injection. Surface code architectures easily generalize to single-chip planar layouts, however space and control hardware constraints point to limits on the number of qubits that can fit on one chip. Additionally, the planar routing on single-chip architectures leads to serialization of commuting gates and strain on classical decoding caused by large ancilla patches. A distributed multi-chip architecture utilizing the surface code can potentially solve these problems if one can optimize inter-chip gates, manage collisions in networking between chips, and minimize routing hardware costs. We propose QuIRC, a superconducting Quantum Interface Routing Card for Lattice Surgery between surface code modules inside of a single dilution refrigerator. QuIRC improves scaling by allowing connection of many modules, increases ancilla connectivity of surface code lattices, and offers improved transpilation of Pauli-based surface code circuits. QuIRC employs in-situ Entangled Pair (EP) generation protocols for communication. We explore potential topological layouts of QuIRC based on superconducting hardware fabrication constraints, and demonstrate reductions in ancilla patch size by up to 77.8%, and in layer transpilation size by 51.9% when compared to the single-chip case.
• Abstract（参考訳）: 物理量子ビット誤り率以下で論理量子ビット誤り率を達成する能力を実現するため、誤り訂正は量子コンピュータのスケーリングにおいて重要な役割を果たすことが期待されている。 多くのアルゴリズムは、エラー訂正のために数百万の物理キュービットを必要とするが、現在の超伝導キュービットシステムは、数百の物理キュービットしか含まない。 超伝導量子ビットプラットフォームで最も有望な符号の1つは表面符号であり、現実的に達成可能な誤差しきい値と格子手術とマジック状態注入による局所演算による普遍的フォールトトレラント量子計算能力を必要とする。 表面コードアーキテクチャはシングルチップの平面レイアウトに容易に一般化できるが、空間と制御ハードウェアの制約は1つのチップに収まる量子ビットの数に制限があることを示している。 さらに、シングルチップアーキテクチャ上の平面ルーティングは、通勤ゲートのシリアライズと、大きなアンシラパッチによる古典的復号化に繋がる。 表面コードを利用した分散マルチチップアーキテクチャは、チップ間ゲートの最適化、チップ間のネットワークの衝突の管理、ハードウェアのルーティングコストの最小化といった問題を解決することができる。 単一希釈冷凍機内における表面コードモジュール間の格子手術のための超伝導量子インタフェースルーティングカードQuIRCを提案する。 QuIRCは、多くのモジュールの接続を可能にしてスケーリングを改善し、表面コード格子のアンシラ接続を改善し、パウリベースのサーフェスコード回路のトランスパイルを改善した。 QuIRCは通信にEP(In-situ Entangled Pair)生成プロトコルを使用している。 超伝導ハードウェア製造制約に基づくQuIRCの潜在的トポロジカルレイアウトについて検討し, 単チップケースと比較して, アンシラパッチサイズを77.8%, 層透過サイズを51.9%削減することを示した。

関連論文リスト

• Accelerating Error Correction Code Transformers [56.75773430667148]
  本稿では,トランスを用いたデコーダの高速化手法を提案する。 最新のハードウェアでは、90%の圧縮比を実現し、算術演算エネルギー消費を少なくとも224倍削減する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-08T11:07:55Z)
• Hardware-Efficient Fault Tolerant Quantum Computing with Bosonic Grid States in Superconducting Circuits [0.0]
  この観点の原稿は、ボソニックなコード、特にグリッド状態のエンコーディングが、スケーラブルなフォールトトレラント量子コンピューティングへの経路を提供する方法を記述している。 ボソニックモードのヒルベルト空間を利用することで、量子誤差補正は単一の物理単位レベルで動作することができる。 論理クロックレートがMHzのゲートベースの量子コンピューティングプロセッサにおいて,フォールトトレランスを達成するための最短経路である,と我々は主張する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-09T17:20:06Z)
• A high-efficiency plug-and-play superconducting qubit network [0.0]
  我々は、再構成可能で拡張可能なネットワークで量子プロセッサをスケーリングするためのモジュラーアーキテクチャを導入する。 超伝導量子ビットデバイス間の分離可能なケーブルを用いた高効率配線を実証する。 観測された1%のエラー率では、相互接続による操作は耐故障性のしきい値である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-23T17:58:59Z)
• An Architecture for Improved Surface Code Connectivity in Neutral Atoms [3.3186866268167146]
  我々は、中性原子配列からなる量子コンピュータに対処し、ハードウェアの物理的接続をより高い論理接続に変換する表面コードアーキテクチャを設計する。 通常の格子手術と比較すると、これは量子ビット全体のフットプリントと実行時間を削減し、小型のQEC回路に必要な時空オーバーヘッドを低減させる。 本稿では, 物理原子移動方式を用いて, 近接する葉柄群における量子ビット間の全接続を可能とし, 大規模回路に対して高い接続ルーティング空間を創出する, 層間格子手術を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-24T00:10:47Z)
• Constant-Overhead Fault-Tolerant Quantum Computation with Reconfigurable Atom Arrays [5.542275446319411]
  再構成可能な原子配列上の高速qLDPC符号を用いて、フォールトトレラントな量子計算を行うハードウェア効率の手法を提案する。 本研究は,qLDPC符号を用いた低オーバヘッド量子コンピューティングの実用化への道を開くものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-16T19:47:17Z)
• Optimizing quantum gates towards the scale of logical qubits [78.55133994211627]
  量子ゲート理論の基本的な前提は、量子ゲートはフォールトトレランスの誤差閾値を超えることなく、大きなプロセッサにスケールできるということである。 ここでは、このような問題を克服できる戦略について報告する。 我々は、68個の周波数可変ビットの周波数軌跡をコレオグラフィーして、超伝導エラー中に単一量子ビットを実行することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-04T13:39:46Z)
• Quantum computation on a 19-qubit wide 2d nearest neighbour qubit array [59.24209911146749]
  本稿では,1次元に制約された量子ビット格子の幅と物理閾値の関係について検討する。 我々は、表面コードを用いた最小レベルのエンコーディングでエラーバイアスを設計する。 このバイアスを格子サージャリングサーフェスコードバスを用いて高レベルなエンコーディングで処理する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-03T06:16:07Z)
• Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg Atoms [55.41644538483948]
  我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。 計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。 我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z)
• Interleaving: Modular architectures for fault-tolerant photonic quantum computing [50.591267188664666]
  フォトニック核融合型量子コンピューティング(FBQC)は低損失フォトニック遅延を用いる。 FBQCのモジュールアーキテクチャとして,これらのコンポーネントを結合して「インターリービングモジュール」を形成するアーキテクチャを提案する。 遅延の乗法的パワーを行使すると、各加群はヒルベルト空間に数千の物理量子ビットを加えることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T18:00:06Z)
• Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
  ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。 すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。 我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z)
• Virtualized Logical Qubits: A 2.5D Architecture for Error-Corrected Quantum Computing [4.883337181265271]
  中期的には、量子機械は誤り訂正によってより信頼性の高い状態に移行する必要がある。 2.5Dアーキテクチャで配置されたトランモン量子ビットを用いた量子メモリ,特に共振共振器の発見を行う。 論理キュービット* を各トランスモンに接続されたキュービットメモリに分散した層に格納することで、論理キュービット* を仮想化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-04T02:17:47Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。