論文の概要: Reducing the error rate of a superconducting logical qubit using analog readout information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00706v2
- Date: Fri, 30 Aug 2024 14:19:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-02 20:21:36.992355
- Title: Reducing the error rate of a superconducting logical qubit using analog readout information
- Title（参考訳）: アナログ読み出し情報を用いた超伝導論理量子ビットの誤差率の低減
- Authors: Hany Ali, Jorge Marques, Ophelia Crawford, Joonas Majaniemi, Marc Serra-Peralta, David Byfield, Boris Varbanov, Barbara M. Terhal, Leonardo DiCarlo, Earl T. Campbell,
- Abstract要約: 従来の誤り復号法は、アナログ(ソフト)読み出し信号に埋め込まれた貴重な情報を無視する。
本稿では,復号処理にソフト情報を組み込むことの利点を示す実験結果を示す。
その結果,ソフト情報を用いて抽出した論理誤差率を最大6.8%削減できることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5466328776335936
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum error correction enables the preservation of logical qubits with a lower logical error rate than the physical error rate, with performance depending on the decoding method. Traditional error decoding approaches, relying on the binarization (`hardening') of readout data, often ignore valuable information embedded in the analog (`soft') readout signal. We present experimental results showcasing the advantages of incorporating soft information into the decoding process of a distance-three ($d=3$) bit-flip surface code with transmons. To this end, we use the $3\times3$ data-qubit array to encode each of the $16$ computational states that make up the logical state $\ket{0_{\mathrm{L}}}$, and protect them against bit-flip errors by performing repeated $Z$-basis stabilizer measurements. To infer the logical fidelity for the $\ket{0_{\mathrm{L}}}$ state, we average across the $16$ computational states and employ two decoding strategies: minimum weight perfect matching and a recurrent neural network. Our results show a reduction of up to $6.8\%$ in the extracted logical error rate with the use of soft information. Decoding with soft information is widely applicable, independent of the physical qubit platform, and could reduce the readout duration, further minimizing logical error rates.
- Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正により、物理誤り率よりも低い論理誤り率を持つ論理量子ビットの保存が可能となり、復号法により性能が向上する。
従来のエラー復号法は、読み出しデータのバイナライゼーション(`hardening')に依存し、アナログ(`soft')読み出し信号に埋め込まれた貴重な情報を無視することが多い。
トランスモンを用いた距離3 (d=3$) ビットフリップ符号の復号処理にソフト情報を組み込むことの利点を示す実験結果を示す。
この目的のために、論理状態である$\ket{0_{\mathrm{L}}}$を構成する16ドルの計算状態のそれぞれを符号化するために、$3\times3$のデータキュービットアレイを使用し、繰り返し$Z$バス安定化器測定を行うことでビットフリップエラーから保護する。
$\ket{0_{\mathrm{L}}}$状態の論理的忠実さを推定するために、我々は16ドルの計算状態を平均化し、最小ウェイト完全マッチングとリカレントニューラルネットワークという2つの復号戦略を採用する。
その結果,ソフト情報を用いて抽出した論理誤差率を最大6.8 %まで下げることができた。
ソフト情報による復号化は、物理キュービットプラットフォームとは独立して広く適用でき、読み出し時間を削減することができ、論理エラー率をさらに最小化することができる。
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