論文の概要: High-fidelity and Fault-tolerant Teleportation of a Logical Qubit using Transversal Gates and Lattice Surgery on a Trapped-ion Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.16728v1
• Date: Thu, 25 Apr 2024 16:40:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-26 13:10:51.001052
• Title: High-fidelity and Fault-tolerant Teleportation of a Logical Qubit using Transversal Gates and Lattice Surgery on a Trapped-ion Quantum Computer
• Title（参考訳）: トラッピングイオン量子コンピュータを用いた逆ゲートと格子手術を用いた論理量子ビットの高忠実・耐故障性テレポーテーション
• Authors: C. Ryan-Anderson, N. C. Brown, C. H. Baldwin, J. M. Dreiling, C. Foltz, J. P. Gaebler, T. M. Gatterman, N. Hewitt, C. Holliman, C. V. Horst, J. Johansen, D. Lucchetti, T. Mengle, M. Matheny, Y. Matsuoka, K. Mayer, M. Mills, S. A. Moses, B. Neyenhuis, J. Pino, P. Siegfried, R. P. Stutz, J. Walker, D. Hayes,
• Abstract要約: 量子誤り訂正のためのフォールトトレラント状態テレポーテーション回路の最初の実演を行う。 回路は、最大30個の閉じ込められたイオンの物理層量子ビットを使用し、リアルタイムの量子エラー補正を使用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum state teleportation is commonly used in designs for large-scale fault-tolerant quantum computers. Using Quantinuum's H2 trapped-ion quantum processor, we implement the first demonstration of a fault-tolerant state teleportation circuit for a quantum error correction code - in particular, the planar topological [[7,1,3]] color code, or Steane code. The circuits use up to 30 trapped ions at the physical layer qubits and employ real-time quantum error correction - decoding mid-circuit measurement of syndromes and implementing corrections during the protocol. We conduct experiments on several variations of logical teleportation circuits using both transversal gates and lattice surgery protocols. Among the many measurements we report on, we measure the logical process fidelity of the transversal teleportation circuit to be 0.975(2) and the logical process fidelity of the lattice surgery teleportation circuit to be 0.851(9). Additionally, we run a teleportation circuit that is equivalent to Knill-style quantum error correction and measure the process fidelity to be 0.989(2).
• Abstract（参考訳）: 量子状態テレポーテーションは、大規模フォールトトレラント量子コンピュータの設計において一般的に用いられる。 QuantinuumのH2トラップイオン量子プロセッサを用いて、量子エラー訂正符号(特に平面トポロジカル[[7,1,3]]カラーコード、またはステアーンコード)に対するフォールトトレラント状態テレポーテーション回路の最初のデモを実行する。 回路は、物理層の量子ビットに最大30個の閉じ込められたイオンを使用し、リアルタイムの量子エラー補正(シンドロームの中間回路計測を復号し、プロトコル中に修正を実装する)を採用している。 トランスバーサルゲートと格子手術プロトコルの両方を用いて,様々な論理的テレポーテーション回路の実験を行った。 本報告では, 伝送路の論理的プロセス忠実度を0.975(2)とし, 格子状手術路テレポーテーション回路の論理的プロセス忠実度を0.851(9。 さらに、Knill方式の量子誤り補正と等価なテレポーテーション回路を実行し、プロセスの忠実度を0.989(2)とする。

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