論文の概要: Modeling error correction with Lindblad dynamics and approximate channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16727v2
- Date: Thu, 15 Aug 2024 12:23:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-16 18:53:22.292127
- Title: Modeling error correction with Lindblad dynamics and approximate channels
- Title（参考訳）: リンドブラッド力学と近似チャネルを用いた誤差補正のモデル化
- Authors: Zohar Schwartzman-Nowik, Liran Shirizly, Haggai Landa,
- Abstract要約: 雑音の異なる近似が5ビット符号の性能をいかに捉えるかを検討する。
パウリ近似は単一量子チャネルを超えており、ノイズ、状態、デコーダの詳細に敏感である。
このモデル内で出現する擬似閾値を計算し、より優れたデコーダの設計に量子ビットパラメータと接続性に関する知識をどのように利用できるかを示す。
- 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 analyze the performance of a quantum error correction code subject to physically-motivated noise modeled by a Lindblad master equation. Working within the code-capacity framework, we consider dissipative and coherent single-qubit terms and two-qubit crosstalk, studying how different approximations of the noise capture the performance of the five-qubit code. A composite-channel approximation where every noise term is considered separately, captures the behavior in many physical cases up to considerably-long timescales, and we analyze its eventual failure due to the effect of noncommuting terms. In contrast, we find that single-qubit approximations do not properly capture the error correction dynamics with two-qubit noise, even for short times. A Pauli approximation going beyond a single-qubit channel, is sensitive to the details of the noise, state, and decoder, and succeeds in many cases at short timescales relative to the noise strength, beyond which it fails. We calculate the code pseudo-threshold emerging within this model, and demonstrate how knowledge of the qubit parameters and connectivity can be used to design better decoders. These results shed light on the performance of error correction codes in the presence of realistic noise and can advance the ongoing efforts toward useful quantum error correction.
- Abstract（参考訳）: 我々は、Lindbladマスター方程式によってモデル化された物理的動機付け雑音を受ける量子誤り訂正符号の性能を解析する。
コード・キャパシティ・フレームワーク内での作業では、分散的かつコヒーレントな単一キュービット項と2キュービットのクロストークを考慮し、ノイズの異なる近似が5キュービットのコードの性能をどのように捉えているかを研究する。
各ノイズ項を別々に検討した複合チャネル近似は,多くの物理的事例において,時間スケールがかなり長い場合においてその挙動を捉え,非可換項の効果による最終的な故障を解析する。
対照的に、単一キュービット近似は、短時間であっても2キュービット雑音による誤差補正のダイナミクスを適切に捉えていない。
パウリ近似は単一量子チャネルを超えており、ノイズ、状態、デコーダの詳細に敏感であり、ノイズ強度に対して短時間で成功し、失敗することが多い。
このモデル内で出現する擬似閾値を計算し、より優れたデコーダの設計に量子ビットパラメータと接続性に関する知識をどのように利用できるかを示す。
これらの結果は,現実的な雑音の存在下での誤り訂正符号の性能に光を当て,有用な量子誤り訂正に向けた継続的な取り組みを進めることができる。
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