論文の概要: Toward a 2D Local Implementation of Quantum LDPC Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.17676v1
• Date: Fri, 26 Apr 2024 19:48:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-30 19:50:27.884365
• Title: Toward a 2D Local Implementation of Quantum LDPC Codes
• Title（参考訳）: 量子LDPC符号の2次元局所実装に向けて
• Authors: Noah Berthusen, Dhruv Devulapalli, Eddie Schoute, Andrew M. Childs, Michael J. Gullans, Alexey V. Gorshkov, Daniel Gottesman,
• Abstract要約: 幾何学的局所性は量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号の重要な理論的および実践的な要素である。 本稿では,2次元局所ゲートに制限された場合の動作オーバーヘッドを低減することを目的とした,2層アーキテクチャ上に構築された誤り訂正プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1936126505067601
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Geometric locality is an important theoretical and practical factor for quantum low-density parity-check (qLDPC) codes which affects code performance and ease of physical realization. For device architectures restricted to 2D local gates, naively implementing the high-rate codes suitable for low-overhead fault-tolerant quantum computing incurs prohibitive overhead. In this work, we present an error correction protocol built on a bilayer architecture that aims to reduce operational overheads when restricted to 2D local gates by measuring some generators less frequently than others. We investigate the family of bivariate bicycle qLDPC codes and show that they are well suited for a parallel syndrome measurement scheme using fast routing with local operations and classical communication (LOCC). Through circuit-level simulations, we find that in some parameter regimes bivariate bicycle codes implemented with this protocol have logical error rates comparable to the surface code while using fewer physical qubits.
• Abstract（参考訳）: 幾何学的局所性は、コード性能と物理的実現の容易性に影響を与える量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号の重要な理論的かつ実践的な要素である。 デバイスアーキテクチャが2Dローカルゲートに限定されている場合、低オーバーヘッドのフォールトトレラントな量子コンピューティングに適したハイレートコードを実装することは、オーバヘッドを禁止している。 本研究では,2次元局所ゲートに制限された場合の動作オーバーヘッドを低減することを目的とした,2層アーキテクチャ上に構築された誤り訂正プロトコルを提案する。 そこで本研究では,二変量自転車qLDPC符号の家系について検討し,局所演算を用いた高速ルーティングと古典通信(LOCC)を用いた並列シンドローム計測法に適していることを示す。 回路レベルのシミュレーションにより、このプロトコルで実装された自転車符号は、物理量子ビットを減らしながら、表面符号に匹敵する論理誤差率を持つ。

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