論文の概要: Fault-tolerant quantum architectures based on erasure qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14060v1
• Date: Thu, 21 Dec 2023 17:40:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-22 13:54:49.360814
• Title: Fault-tolerant quantum architectures based on erasure qubits
• Title（参考訳）: 消去量子ビットに基づくフォールトトレラント量子アーキテクチャ
• Authors: Shouzhen Gu, Alex Retzker, Aleksander Kubica
• Abstract要約: 我々は、支配的なノイズを既知の場所での消去に効率よく変換することで、消去量子ビットの考え方を利用する。 消去量子ビットと最近導入されたFloquet符号に基づくQECスキームの提案と最適化を行う。 以上の結果から, 消去量子ビットに基づくQECスキームは, より複雑であるにもかかわらず, 標準手法よりも著しく優れていることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.227671756557946
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The overhead of quantum error correction (QEC) poses a major bottleneck for realizing fault-tolerant computation. To reduce this overhead, we exploit the idea of erasure qubits, relying on an efficient conversion of the dominant noise into erasures at known locations. We start by introducing a formalism for QEC schemes with erasure qubits and express the corresponding decoding problem as a matching problem. Then, we propose and optimize QEC schemes based on erasure qubits and the recently-introduced Floquet codes. Our schemes are well-suited for superconducting circuits, being compatible with planar layouts. We numerically estimate the memory thresholds for the circuit noise model that includes spreading (via entangling operations) and imperfect detection of erasures. Our results demonstrate that, despite being slightly more complex, QEC schemes based on erasure qubits can significantly outperform standard approaches.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー補正(QEC)のオーバーヘッドは、フォールトトレラント計算を実現する上で大きなボトルネックとなる。 このオーバヘッドを低減するために、支配的なノイズを既知の場所での消去に効率よく変換することで、消去量子ビットの考え方を利用する。 まず、消去量子ビットを持つQECスキームの形式化を導入し、対応する復号問題をマッチング問題として表現する。 次に、消去キュービットと最近導入されたFloquet符号に基づくQECスキームを提案し、最適化する。 提案方式は超伝導回路に適しており,平面配置と互換性がある。 我々は,回路ノイズモデルのメモリ閾値を数値的に推定し,(絡み込み操作による)拡散と消去の不完全な検出を含む。 以上の結果から, 消去量子ビットに基づくQECスキームは, より複雑であるにもかかわらず, 標準手法よりも著しく優れていることが示された。

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