論文の概要: How to fault-tolerantly realize any quantum circuit with local operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.13863v1
• Date: Wed, 21 Feb 2024 15:12:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-22 14:54:03.650903
• Title: How to fault-tolerantly realize any quantum circuit with local operations
• Title（参考訳）: 局所演算を持つ量子回路をフォールトトレラントに実現する方法
• Authors: Shin Ho Choe and Robert Koenig
• Abstract要約: 任意の量子ビット間のゲートを含む一般的な量子回路を実現する方法を示す。 回路レベルの局所雑音モデリングは、元の回路の局所雑音と等価であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We show how to realize a general quantum circuit involving gates between arbitrary pairs of qubits by means of geometrically local quantum operations and efficient classical computation. We prove that circuit-level local stochastic noise modeling an imperfect implementation of our derived schemes is equivalent to local stochastic noise in the original circuit. Our constructions incur a constant-factor increase in the quantum circuit depth and a polynomial overhead in the number of qubits: To execute an arbitrary quantum circuit on $n$ qubits, we give a 3D quantum fault-tolerance architecture involving $O(n^{3/2} \log^3 n)$ qubits, and a quasi-2D architecture using $O(n^2 \log^3 n)$ qubits. Applied to recent fault-tolerance constructions, this gives a fault-tolerance threshold theorem for universal quantum computations with local operations, a polynomial qubit overhead and a quasi-polylogarithmic depth overhead. More generally, our transformation dispenses with the need for considering the locality of operations when designing schemes for fault-tolerant quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 幾何学的局所量子演算と効率的な古典計算により、任意の量子ビット対間のゲートを含む一般量子回路を実現する方法を示す。 回路レベルの局所確率ノイズモデリング 導出スキームの不完全実装は、元の回路の局所確率ノイズと同値であることが証明される。 量子回路の深さの一定要素増加と量子ビット数の多項式オーバーヘッド:$n$ qubits上で任意の量子回路を実行するために、$O(n^{3/2} \log^3n)$ qubitsを含む3次元量子フォールトトレランスアーキテクチャと$O(n^2 \log^3n)$ qubitsを用いた準2Dアーキテクチャを与える。 最近のフォールトトレランス構成に適用すると、局所演算を伴う普遍量子計算に対するフォールトトレランス閾値定理、多項式量子ビットオーバーヘッド、準多対数深さオーバーヘッドが与えられる。 より一般に、我々の変換は、フォールトトレラント量子情報処理のためのスキームを設計する際にオペレーションの局所性を考慮する必要性を伴います。

関連論文リスト

• Realizing Lattice Surgery on Two Distance-Three Repetition Codes with Superconducting Qubits [31.25958618453706]
  2つの距離3の繰り返し符号量子ビット間の格子手術を1つの距離3の曲面符号量子ビットに分割して示す。 我々は、類似の非符号化回路と比較して、復号化$ZZ$論理2ビットオブザーバブルの値を改善する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-08T16:49:27Z)
• Conveyor-belt superconducting quantum computer [0.46603287532620735]
  本稿では,グローバルな(ローカルではなく)グローバルな量子コンピュータのための新しい量子処理ユニット(QPU)を提案する。 我々のQPUは、常にオンのZZ相互作用を持つ超伝導量子ビットの列に依存しており、閉幾何に囲まれている。 単一のステップでマルチキュービット操作を実行する能力は、多くのアルゴリズムの忠実度と実行時間を大幅に改善する可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-16T13:51:28Z)
• 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)
• QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
  QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。 提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
• Universal qudit gate synthesis for transmons [44.22241766275732]
  超伝導量子プロセッサを設計する。 本稿では,2量子共振共振ゲートを備えたユニバーサルゲートセットを提案する。 ノイズの多い量子ハードウェアのための$rm SU(16)$ゲートの合成を数値的に実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-08T18:59:53Z)
• Quantum State Preparation with Optimal Circuit Depth: Implementations and Applications [10.436969366019015]
  我々は、$Theta(n)$-depth回路は、$O(ndlog d)$ acillary qubitsを持つ$Theta(log(nd))で作成可能であることを示す。 我々は、ハミルトンシミュレーション、方程式の線形系解法、量子ランダムアクセスメモリの実現など、異なる量子コンピューティングタスクにおける結果の適用について論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-27T13:16:30Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• Depth-efficient proofs of quantumness [77.34726150561087]
  量子性の証明は、古典的検証器が信頼できない証明器の量子的利点を効率的に証明できる挑戦応答プロトコルの一種である。 本稿では、証明者が量子回路を一定深度でしか実行できない量子性構成の証明を2つ与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-05T17:45:41Z)
• Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
  ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。 すべての量子チャネル$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)
• Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
  変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。 本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。 この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-11T17:20:51Z)

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。