論文の概要: Comparative study of quantum error correction strategies for the
heavy-hexagonal lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.02185v1
- Date: Sat, 3 Feb 2024 15:28:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-06 21:40:28.088090
- Title: Comparative study of quantum error correction strategies for the
heavy-hexagonal lattice
- Title（参考訳）: 重六角格子の量子誤差補正戦略の比較研究
- Authors: C\'esar Benito, Esperanza L\'opez, Borja Peropadre, Alejandro Bermudez
- Abstract要約: トポロジカル量子誤差補正は、量子コンピュータのスケーリングロードマップにおけるマイルストーンである。
四角い格子面のコードは、この問題に対処するための作業場となっている。
しかし、一部のプラットフォームではゲートエラーを最小限に抑えるために接続性はさらに低く保たれている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Topological quantum error correction is a milestone in the scaling roadmap of
quantum computers, which targets circuits with trillions of gates that would
allow running quantum algorithms for real-world problems. The square-lattice
surface code has become the workhorse to address this challenge, as it poses
milder requirements on current devices both in terms of required error rates
and small local connectivities. In some platforms, however, the connectivities
are kept even lower in order to minimise gate errors at the hardware level,
which limits the error correcting codes that can be directly implemented on
them. In this work, we make a comparative study of possible strategies to
overcome this limitation for the heavy-hexagonal lattice, the architecture of
current IBM superconducting quantum computers. We explore two complementary
strategies: the search for an efficient embedding of the surface code into the
heavy-hexagonal lattice, as well as the use of codes whose connectivity
requirements are naturally tailored to this architecture, such as
subsystem-type and Floquet codes. Using noise models of increased complexity,
we assess the performance of these strategies for IBM devices in terms of their
error thresholds and qubit footprints. An optimized SWAP-based embedding of the
surface code is found to be the most promising strategy towards a near-term
demonstration of quantum error correction advantage.
- Abstract（参考訳）: トポロジカルな量子誤差補正は、実際の問題に対する量子アルゴリズムの実行を可能にする数兆のゲートを持つ回路をターゲットとする量子コンピュータのスケーリングロードマップにおけるマイルストーンである。
正方格子表面コードは、必要なエラー率と小さな局所的な接続性の両方において、現在のデバイスでより穏やかな要件を課すため、この課題に対処するための作業馬となっている。
しかし、一部のプラットフォームでは、ハードウェアレベルでのゲートエラーを最小限に抑えるために接続性はさらに低く保たれており、直接実装できるエラー訂正符号は制限されている。
本研究では、現在のIBM超伝導量子コンピュータのアーキテクチャである重六角格子のこの制限を克服するための戦略を比較検討する。
表面コードをヘキサゴナル格子に効率的に埋め込む方法と,サブシステムタイプやフロケットコードなど,このアーキテクチャに自然に適合した接続要件を持つコードの利用について検討する。
複雑性が増大するノイズモデルを用いて、エラー閾値とキュービットフットプリントの観点から、IBMデバイスにおけるこれらの戦略の性能を評価する。
最適化されたSWAPベースの表面コードの埋め込みは、量子誤り訂正の利点の短期的な実証に向けた最も有望な戦略である。
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