論文の概要: Effectiveness of the syndrome extraction circuit with flag qubits on IBM quantum hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.10217v1
• Date: Fri, 15 Mar 2024 11:36:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-18 17:30:38.889213
• Title: Effectiveness of the syndrome extraction circuit with flag qubits on IBM quantum hardware
• Title（参考訳）: フラグ量子ビットを用いたシンドローム抽出回路のIBM量子ハードウェアへの応用
• Authors: Younghun Kim, Hansol Kim, Jeongsoo Kang, Wonjae Choi, Younghun Kwon,
• Abstract要約: 我々は,IBM量子コンピュータ上でフラグ量子ビットを用いたシンドローム抽出回路の実装に成功したことを報告した。 データキュービットはシンドロームキュービットに隣接していないが、繰り返し符号の距離が増加するにつれて論理誤差率は指数関数的に減少する。 これは、IBM量子コンピュータ上のフラグ量子ビットを用いたシンドローム抽出回路の実装が成功したことを確認する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.658358071310729
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Large-scale quantum circuits are required to exploit the advantages of quantum computers. Present-day quantum computers have become less reliable with increasing depths of quantum circuits. To overcome this limitation, quantum error-correction codes have been introduced. Although the success of quantum error correction codes has been announced in Google[1, 2] and neutral atom[3] quantum computers, there have been no reports on IBM quantum computers showing error suppression owing to its unique heavy-hexagon structure. This structure restricts connectivity, and quantum error-correction codes on IBM quantum computers require flag qubits. Here, we report the successful implementation of a syndrome extraction circuit with flag qubits on IBM quantum computers. Moreover, we demonstrate its effectiveness by considering the repetition code as a test code among the quantum error-correcting codes. Even though the data qubit is not adjacent to the syndrome qubit, logical error rates diminish exponentially as the distance of the repetition code increases from three to nine. Even when two flag qubits exist between the data and syndrome qubits, the logical error rates decrease as the distance increases similarly. This confirms the successful implementation of the syndrome extraction circuit with flag qubits on the IBM quantum computer.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの利点を利用するには大規模量子回路が必要である。 現在の量子コンピュータは、量子回路の深さが増加するにつれて信頼性が低下している。 この制限を克服するため、量子誤り訂正符号が導入された。 Google[1, 2]と中性原子[3]量子コンピュータで量子エラー訂正符号が成功したことは発表されているが、IBMの量子コンピュータでは独自の重六角形構造による誤りの抑制が報告されていない。 この構造は接続を制限し、IBM量子コンピュータ上の量子エラー訂正符号はフラグ量子ビットを必要とする。 本稿では,IBM量子コンピュータ上でフラグ量子ビットを用いたシンドローム抽出回路の実装に成功したことを報告する。 さらに,量子誤り訂正符号の繰り返しコードをテストコードとして検討し,その有効性を示す。 データキュービットはシンドロームキュービットに隣接していないが、繰り返し符号の距離が3から9に増加するにつれて論理誤差は指数関数的に減少する。 データとシンドロームの量子ビットの間に2つのフラグ量子ビットが存在するとしても、距離が同様に増加するにつれて論理誤差は減少する。 これは、IBM量子コンピュータ上のフラグ量子ビットを用いたシンドローム抽出回路の実装が成功したことを確認する。

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