論文の概要: Low-Overhead Defect-Adaptive Surface Code with Bandage-Like Super-Stabilizers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.18644v1
- Date: Mon, 29 Apr 2024 12:24:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-30 13:47:51.969783
- Title: Low-Overhead Defect-Adaptive Surface Code with Bandage-Like Super-Stabilizers
- Title（参考訳）: バンド状超安定化器を用いた低オーバーヘッド欠陥適応表面コード
- Authors: Zuolin Wei, Tan He, Yangsen Ye, Dachao Wu, Yiming Zhang, Youwei Zhao, Weiping Lin, He-Liang Huang, Xiaobo Zhu, Jian-Wei Pan,
- Abstract要約: 欠陥格子上に表面コードを実装するための自動アダプタを導入する。
従来の手法とは異なり、このアダプタはより多くのキュービットを節約するために、新しく提案された包帯状超安定化器を利用する。
私たちの研究は、表面のコードを欠陥に適応させるという課題に対して、低オーバーヘッドで自動化されたソリューションを提示します。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.146058318261507
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: To make practical quantum algorithms work, large-scale quantum processors protected by error-correcting codes are required to resist noise and ensure reliable computational outcomes. However, a major challenge arises from defects in processor fabrication, as well as occasional losses or cosmic rays during the computing process, all of which can lead to qubit malfunctions and disrupt error-correcting codes' normal operations. In this context, we introduce an automatic adapter to implement the surface code on defective lattices. Unlike previous approaches, this adapter leverages newly proposed bandage-like super-stabilizers to save more qubits when defects are clustered, thus enhancing the code distance and reducing super-stabilizer weight. For instance, in comparison with earlier methods, with a code size of 27 and a random defect rate of 2\%, the disabled qubits decrease by $1/3$, and the average preserved code distance increases by 63\%. This demonstrates a significant reduction in overhead when handling defects using our approach, and this advantage amplifies with increasing processor size and defect rates. Our work presents a low-overhead, automated solution to the challenge of adapting the surface code to defects, an essential step towards scaling up the construction of large-scale quantum computers for practical applications.
- Abstract（参考訳）: 実用的な量子アルゴリズムを動作させるためには、誤り訂正符号で保護された大規模量子プロセッサがノイズに抵抗し、信頼性の高い計算結果を保証する必要がある。
しかし、プロセッサ製造の欠陥や、コンピュータ処理中の時折の損失や宇宙線によって生じる大きな課題は、量子ビットの故障を招き、エラー訂正符号の通常の操作を妨害する可能性がある。
そこで本稿では,欠陥格子上で表面コードを実装するための自動アダプタを提案する。
従来の手法とは異なり、このアダプタは新しく提案されたバンド状スーパースタビライザを利用して、欠陥がクラスタ化されているときにより多くのキュービットを節約し、コード距離を増大させ、スーパースタビライザの重量を減少させる。
例えば、以前の方法と比較すると、コードサイズ27でランダムな欠陥率2\%で、無効な量子ビットは1/3$で減少し、平均保存されたコード距離は63\%になる。
これは、我々のアプローチによる欠陥処理におけるオーバーヘッドの大幅な削減を示し、この利点は、プロセッササイズと欠陥率の増加によって増幅される。
我々の研究は、表面のコードを欠陥に適応させるという課題に対して、低オーバーヘッドで自動化されたソリューションを提示します。
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