論文の概要: Fault tolerance of stabilizer channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.12017v2
• Date: Sun, 25 Feb 2024 00:53:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-28 00:10:39.675749
• Title: Fault tolerance of stabilizer channels
• Title（参考訳）: 安定チャネルの耐故障性
• Authors: Michael E. Beverland, Shilin Huang, Vadym Kliuchnikov
• Abstract要約: 安定チャネルの耐故障特性を解析するために,厳密で汎用的な定式化を導入する。 これには厳格だが扱いやすい定義と、フォールト距離とフックフォールトのためのアルゴリズムが含まれる。 我々は,表面コードに対する耐故障性安定チャネルの設計と解析にフレームワークを適用した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.024113475677323
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Stabilizer channels are stabilizer circuits that implement logical operations while mapping from an input stabilizer code to an output stabilizer code. They are widely used to implement fault tolerant error correction and logical operations in stabilizer codes such as surface codes and LDPC codes, and more broadly in subsystem, Floquet and space-time codes. We introduce a rigorous and general formalism to analyze the fault tolerance properties of any stabilizer channel under a broad class of noise models. This includes rigorous but easy-to-work-with definitions and algorithms for the fault distance and hook faults for stabilizer channels. The generalized notion of hook faults which we introduce, defined with respect to an arbitrary subset of a circuit's faults rather than a fixed phenomenological noise model, can be leveraged for fault-tolerant circuit design. Additionally, we establish necessary conditions such that channel composition preserves the fault distance. We apply our framework to design and analyze fault tolerant stabilizer channels for surface codes, revealing novel aspects of fault tolerant circuits.
• Abstract（参考訳）: 安定化器チャネルは、入力安定化器コードから出力安定化器コードにマッピングしながら論理演算を実装する安定化器回路である。 これらは、表面符号やLDPC符号などの安定化符号におけるフォールトトレラントエラー訂正や論理演算の実装に広く用いられ、より広くサブシステム、フロケ、時空符号で使用されている。 広範なノイズモデルの下で, 安定チャネルの耐故障特性を解析するために, 厳密で一般的な定式化を導入する。 これには厳格だが扱いやすい定義と、障害距離のアルゴリズム、安定化チャネルのフック障害が含まれる。 固定された現象論的ノイズモデルよりも回路の欠陥の任意の部分集合に対して定義されたフックフォールトの概念は、フォールトトレラント回路設計に活用できる。 さらに,チャネル組成が故障距離を保持するような必要条件を定式化する。 本手法は, 故障耐性安定回路の設計と解析に応用し, 故障耐性回路の新たな側面を明らかにする。

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