論文の概要: Fault-tolerant structures for measurement-based quantum computation on a network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.19323v1
• Date: Thu, 29 Feb 2024 16:28:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-01 13:54:37.880619
• Title: Fault-tolerant structures for measurement-based quantum computation on a network
• Title（参考訳）: ネットワーク上の計測に基づく量子計算のためのフォールトトレラント構造
• Authors: Yves van Montfort, S\'ebastian de Bone, and David Elkouss
• Abstract要約: 本稿では,故障耐性測定に基づく量子計算(MBQC)アーキテクチャを構築する手法を提案する。 考えられる応用は分散量子計算であり、別の計算ノードが絡み合うことでフォールトトレラントな計算を行う。 我々は、モノリシックな(非分散的な)実装と分散的な実装の両方において、ダイヤモンド格子に基づくアーキテクチャが従来の立方体格子よりも優れていることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we introduce a method to construct fault-tolerant measurement-based quantum computation (MBQC) architectures and numerically estimate their performance over various types of networks. A possible application of such a paradigm is distributed quantum computation, where separate computing nodes work together on a fault-tolerant computation through entanglement. We gauge error thresholds of the architectures with an efficient stabilizer simulator to investigate the resilience against both circuit-level and network noise. We show that, for both monolithic (i.e., non-distributed) and distributed implementations, an architecture based on the diamond lattice may outperform the conventional cubic lattice. Moreover, the high erasure thresholds of non-cubic lattices may be exploited further in a distributed context, as their performance may be boosted through entanglement distillation by trading in entanglement success rates against erasure errors during the error-decoding process. These results highlight the significance of lattice geometry in the design of fault-tolerant measurement-based quantum computing on a network, emphasizing the potential for constructing robust and scalable distributed quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 耐故障性測定に基づく量子計算(MBQC)アーキテクチャを構築し, 各種ネットワーク上での性能を数値的に推定する手法を提案する。 そのようなパラダイムの可能な応用は分散量子計算であり、別の計算ノードが絡み合うことでフォールトトレラントな計算を行う。 回路レベルとネットワークノイズの両方に対するレジリエンスを調べるため,効率的な安定化器シミュレータを用いてアーキテクチャの誤差閾値を計測する。 モノリシックな(非分散的な)実装と分散実装の両方において、ダイヤモンド格子に基づくアーキテクチャが従来の立方格子を上回る可能性があることを示す。 さらに、非キュビック格子の高消去しきい値が分散環境でさらに利用され、その性能は、エラー復号過程における消去誤差に対する絡み合いの成功率のトレーディングによる絡み合い蒸留によって向上される可能性がある。 これらの結果は、ネットワーク上のフォールトトレラントな測定に基づく量子コンピューティングの設計における格子幾何の重要性を強調し、堅牢でスケーラブルな分散量子コンピュータを構築する可能性を強調した。

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