論文の概要: High-rate quantum LDPC codes for long-range-connected neutral atom registers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.13010v1
- Date: Fri, 19 Apr 2024 17:14:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-22 14:16:48.972608
- Title: High-rate quantum LDPC codes for long-range-connected neutral atom registers
- Title（参考訳）: 長距離接続中性原子レジスタのための高速量子LDPC符号
- Authors: Laura Pecorari, Sven Jandura, Gavin K. Brennen, Guido Pupillo,
- Abstract要約: 量子ビット数と制御複雑性の緩やかなオーバーヘッドを持つ高速量子誤り訂正(QEC)符号は、フォールトトレラント量子コンピューティングには望ましい。
オープンバウンダリを持つ2次元静的中性原子キュービットアーキテクチャにこれらのコードを組み込む方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-rate quantum error correcting (QEC) codes with moderate overheads in qubit number and control complexity are highly desirable for achieving fault-tolerant quantum computing. Recently, quantum error correction has experienced significant progress both in code development and experimental realizations, with neutral atom qubit architecture rapidly establishing itself as a leading platform in the field. Scalable quantum computing will require processing with QEC codes that have low qubit overhead and large error suppression, and while such codes do exist, they involve a degree of non-locality that has yet to be integrated into experimental platforms. In this work, we analyze a family of high-rate Low-Density Parity-Check (LDPC) codes with limited long-range interactions and outline a near-term implementation in neutral atom registers. By means of circuit-level simulations, we find that these codes outperform surface codes in all respects when the two-qubit nearest neighbour gate error probability is below $\sim 0.1\%$. We show how these codes can be natively integrated in two-dimensional static neutral atom qubit architectures with open boundaries, where the desired long-range connectivity can be targeted via Rydberg-blockade interaction. Our protocol solely requires multiple laser colors to enable transitions to different Rydberg states for different interatomic distances.
- Abstract（参考訳）: 量子ビット数と制御複雑性の緩やかなオーバーヘッドを持つ高速量子誤り訂正(QEC)符号は、フォールトトレラント量子コンピューティングを達成するために非常に望ましい。
近年、量子誤り訂正は、コード開発と実験的な実現の両方において大きな進歩を遂げており、中性原子量子ビットアーキテクチャは、この分野の先駆的なプラットフォームとして急速に確立されている。
スケーラブルな量子コンピューティングは、量子ビットオーバーヘッドが低く、エラーの抑制が大きいQEC符号による処理を必要とし、そのような符号は存在するが、実験プラットフォームにはまだ組み込まれていない程度の非局所性を含んでいる。
本研究では,高レートの低密度パリティ・チェック(LDPC)符号群の解析を行い,中性原子レジスタの短期実装について概説する。
回路レベルのシミュレーションにより、2量子近接ゲート誤差確率が$\sim 0.1\%$以下である場合、これらの符号は全ての点で表面符号より優れることがわかった。
本稿では、これらのコードを2次元の静的な中性原子量子ビットアーキテクチャにネイティブに統合し、Rydberg-Blockade相互作用によって所望の長距離接続をターゲットとすることができることを示す。
我々のプロトコルは、異なる原子間距離で異なるRydberg状態への遷移を可能にするために、複数のレーザー色のみを必要とする。
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