論文の概要: Erasure-tolerance scheme for the surface codes on neutral atom quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.12656v3
- Date: Sat, 30 Nov 2024 03:49:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-03 20:22:26.858750
- Title: Erasure-tolerance scheme for the surface codes on neutral atom quantum computers
- Title（参考訳）: 中性原子量子コンピュータの表面符号の消去耐性スキーム
- Authors: Fumiyoshi Kobayashi, Shota Nagayama,
- Abstract要約: 克服すべき重要な課題は、非Pauliエラー、特にエラーの消去とリークエラーの存在である。
以前の研究では、リークエラーは消去エラーに変換可能であることが示されているが、これらの(変換された)消去エラーは継続的に発生し、時間の経過とともに蓄積される。
そこで本研究では,k-shift消去回復法という新たな手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Neutral atom arrays manipulated with optical tweezers are promising candidates for fault-tolerant quantum computers due to their advantageous properties, such as scalability, long coherence times, and optical accessibility for communication. A significant challenge to overcome is the presence of non-Pauli errors, specifically erasure errors and leakage errors. Previous work has shown that leakage errors can be converted into erasure errors; however, these (converted) erasure errors continuously occur and accumulate over time. Prior proposals have involved transporting atoms directly from a reservoir area--where spare atoms are stored--to the computational area--where computation and error correction are performed--to correct atom loss. While coherent transport is promising, it may not address all challenges--particularly its effectiveness in dense arrays and alternative methods must help. In this study, we evaluate the effects of erasure errors on the surface code using circuit-based Monte Carlo simulations that incorporate depolarizing and accumulated erasure errors. We propose a new scheme to mitigate this problem: a k-shift erasure recovery scheme. Our scheme employs code deformation to repeatedly transfer the logical qubit from an imperfect array with accumulated erased qubits to a perfect array, thereby tolerating many accumulated erasures. Furthermore, our scheme corrects erasure errors in the atom arrays while the logical qubits are evacuated from the area being corrected; thus, manipulating optical tweezers for erasure correction does not disturb the qubits that constitute the logical data. Our scheme provides a practical pathway for neutral atom quantum computers to achieve feasible fault tolerance.
- Abstract（参考訳）: 光ツイーザで操作された中性原子配列は、スケーラビリティ、長いコヒーレンス時間、通信における光アクセシビリティなどの利点から、フォールトトレラント量子コンピュータの候補として期待されている。
克服すべき重要な課題は、非Pauliエラー、特にエラーの消去とリークエラーの存在である。
以前の研究では、リークエラーは消去エラーに変換可能であることが示されているが、これらの(変換された)消去エラーは継続的に発生し、時間の経過とともに蓄積される。
従来の提案では、予備原子が保存されている貯水池から直接原子を輸送することが含まれていた。
コヒーレントトランスポートは有望だが、すべての課題に対処するわけではない。
本研究では, 脱分極および累積消去誤差を含む回路ベースモンテカルロシミュレーションを用いて, 消去誤差が表面コードに与える影響を評価する。
そこで本研究では,k-shift消去回復法という新たな手法を提案する。
提案方式では,完全配列に累積消去量子ビットを蓄積した不完全配列から完全配列へ繰り返し論理量子ビットを転送するコード変形を用いて,多数の蓄積消去を許容する。
さらに,各領域から論理量子ビットを退避させながら,原子配列の消去誤差を補正するので,消去補正のための光ツイーザの操作は論理データを構成する量子ビットを妨害しない。
提案手法は,中性原子量子コンピュータが実現可能な耐故障性を実現するための実用的な経路を提供する。
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