論文の概要: Error-corrected Hadamard gate simulated at the circuit level
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.11605v1
- Date: Mon, 18 Dec 2023 19:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-20 18:08:50.178746
- Title: Error-corrected Hadamard gate simulated at the circuit level
- Title（参考訳）: 回路レベルでの誤差補正アダマールゲート
- Authors: Gy\"orgy P. Geh\'er, Campbell McLauchlan, Earl T. Campbell, Alexandra
E. Moylett, Ophelia Crawford
- Abstract要約: 我々はサーキットレベルのノイズモデルの下で,表面符号の論理的アダマールゲートをシミュレートする。
我々の論文は、量子誤り訂正符号上のユニタリゲートに対してこれを初めて行うものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.50613959365281
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We simulate the logical Hadamard gate in the surface code under a
circuit-level noise model, compiling it to a physical circuit on square-grid
connectivity hardware. Our paper is the first to do this for a logical unitary
gate on a quantum error-correction code. We consider two proposals, both via
patch-deformation: one that applies a transversal Hadamard gate (i.e. a domain
wall through time) to interchange the logical $X$ and $Z$ strings, and another
that applies a domain wall through space to achieve this interchange. We
explain in detail why they perform the logical Hadamard gate by tracking how
the stabilisers and the logical operators are transformed in each quantum
error-correction round. We optimise the physical circuits and evaluate their
logical failure probabilities, which we find to be comparable to those of a
quantum memory experiment for the same number of quantum error-correction
rounds. We present syndrome-extraction circuits that maintain the same
effective distance under circuit-level noise as under phenomenological noise.
We also explain how a $SWAP$-quantum error-correction round (required to return
the patch to its initial position) can be compiled to only four two-qubit gate
layers. This can be applied to more general scenarios and, as a byproduct,
explains from first principles how the ''stepping'' circuits of the recent
Google paper [McEwen, Bacon, and Gidney, Quantum 7, 1172 (2023)] can be
constructed.
- Abstract（参考訳）: 我々は,回路レベルのノイズモデルに基づく表面符号の論理アダマールゲートをシミュレートし,正方形グリッド接続ハードウェア上の物理回路にコンパイルする。
本論文は,量子誤り訂正符号上の論理的ユニタリゲートに対して,これを初めて行うものである。
ひとつは、論理的な$x$と$z$文字列を交換するためにトランスバーサル・アダマールゲート(すなわち、時間を通してドメインウォール)を適用するもので、もうひとつは、この交換を達成するために空間を通してドメインウォールを適用するものです。
量子誤り訂正ラウンド毎に安定化器と論理演算子がどのように変換されるかを追跡することにより、なぜ論理アダマールゲートを行うのかを詳細に説明する。
我々は、物理回路を最適化し、その論理故障確率を評価する。これは、同じ数の量子誤り訂正ラウンドの量子メモリ実験に匹敵するものと考えられる。
本稿では,現象ノイズと同一の有効距離を回路レベルで保持するシンドローム抽出回路を提案する。
さらに、SWAP$-quantumエラー訂正ラウンド(パッチを初期位置に戻そうとしている)を4つの2ビットゲート層にコンパイルする方法も説明します。
これはより一般的なシナリオに適用でき、副産物として、最近のGoogleの論文(McEwen, Bacon, and Gidney, Quantum 7, 1172 (2023))の'stepping'回路をどのように構築するかという第一原理から説明できる。
関連論文リスト
- A Universal Circuit Set Using the $S_3$ Quantum Double [0.5231056284485742]
量子二重モデル $mathcalD(S_3)$ -- 特定の非アベリア位相コードを示す。
我々は$mathcalD(S_3)$の物理自由度を、新しい量子的誤り訂正符号にエンコードする。
我々の提案は, NISQ時代の普遍的位相量子計算を実現するための有望な経路を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-14T18:58:41Z) - Experimental fault-tolerant code switching [1.9088985324817254]
本稿では,2つのコード間でのフォールトトレラントコードスイッチングを初めて実験的に実施する。
我々は論理回路を構築し、単一コード内でフォールトトレラントな方法でアクセスできない12の異なる論理状態を作成する。
その結果,論理量子ビットに対する決定論的制御への新たな経路を,補助量子ビットオーバーヘッドの低い論理量子ビットに対して実験的に開放した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-20T16:40:57Z) - Protecting Expressive Circuits with a Quantum Error Detection Code [0.0]
我々は,既存のトラップイオンコンピュータの実装のための量子エラー検出コードを開発した。
k$論理量子ビットを$k+2$物理量子ビットに符号化することにより、フォールトトレラントな状態初期化とシンドローム測定回路を提示する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-12T16:46:35Z) - A Quantum Algorithm for Computing All Diagnoses of a Switching Circuit [73.70667578066775]
ほとんどの人造システム、特にコンピュータは決定論的に機能する。
本稿では、量子物理学が確率法則に従うときの直観的なアプローチである量子情報理論による接続を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-08T17:55:30Z) - A Complete Equational Theory for Quantum Circuits [58.720142291102135]
量子回路に対する最初の完全方程式理論を導入する。
2つの回路が同じユニタリ写像を表すのは、方程式を用いて1つをもう1つに変換できる場合に限る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-21T17:56:31Z) - Fault-tolerant circuit synthesis for universal fault-tolerant quantum
computing [0.0]
幾何学的符号に基づく普遍的フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための量子回路合成アルゴリズムを提案する。
我々は、一般的なフォールトトレラントプロトコルのセットを$[[[7,1,3]]$ Steaneコードで合成する方法と、症候群測定プロトコルを$[[23, 1, 7]$ Golayコードで合成する方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-06T15:43:36Z) - Quantum simulation of $\phi^4$ theories in qudit systems [53.122045119395594]
回路量子力学(cQED)システムにおける格子$Phi4$理論の量子アルゴリズムの実装について論じる。
quditシステムの主な利点は、そのマルチレベル特性により、対角的な単一量子ゲートでしかフィールドの相互作用を実装できないことである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-30T16:30:33Z) - Towards Demonstrating Fault Tolerance in Small Circuits Using Bacon-Shor
Codes [5.352699766206807]
我々は、量子回路をフォールトトレラントに実装する次のステップについて研究する。
偏極雑音モデルにおけるパウリ誤差率$p$の擬似閾値を計算する。
複数ラウンドの安定化器測定により、最後に1ラウンドを実施した場合よりも改善が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-04T14:24:14Z) - QUANTIFY: A framework for resource analysis and design verification of
quantum circuits [69.43216268165402]
QUINTIFYは、量子回路の定量的解析のためのオープンソースのフレームワークである。
Google Cirqをベースにしており、Clifford+T回路を念頭に開発されている。
ベンチマークのため、QUINTIFYは量子メモリと量子演算回路を含む。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-21T15:36:25Z) - Hardware-Encoding Grid States in a Non-Reciprocal Superconducting
Circuit [62.997667081978825]
本稿では、非相互デバイスと、基底空間が2倍縮退し、基底状態がGottesman-Kitaev-Preskill(GKP)符号の近似符号であるジョセフソン接合からなる回路設計について述べる。
この回路は、電荷やフラックスノイズなどの超伝導回路の一般的なノイズチャネルに対して自然に保護されており、受動的量子誤差補正に使用できることを示唆している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-18T16:45:09Z)
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。