論文の概要: Averting multi-qubit burst errors in surface code magic state factories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.00146v1
- Date: Tue, 30 Apr 2024 18:43:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-02 17:16:17.719637
- Title: Averting multi-qubit burst errors in surface code magic state factories
- Title（参考訳）: 表面コードマジックステートファクトリーにおけるマルチキュービットバーストエラーの回避
- Authors: Jason D. Chadwick, Christopher Kang, Joshua Viszlai, Sophia Fuhui Lin, Frederic T. Chong,
- Abstract要約: 現在の超伝導量子コンピュータは、宇宙線の影響や2レベルのシステム欠陥のシフトなど、頻繁に破壊的なノイズに悩まされている。
我々は、将来の量子プログラムの空間コストの最大95%を占めると期待されているマジックステートファクトリーにおけるマルチキュービットバーストエラーの軽減に焦点をあてる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.244336655425127
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fault-tolerant quantum computation relies on the assumption of time-invariant, sufficiently low physical error rates. However, current superconducting quantum computers suffer from frequent disruptive noise events, including cosmic ray impacts and shifting two-level system defects. Several methods have been proposed to mitigate these issues in software, but they add large overheads in terms of physical qubit count, as it is difficult to preserve logical information through burst error events. We focus on mitigating multi-qubit burst errors in magic state factories, which are expected to comprise up to 95% of the space cost of future quantum programs. Our key insight is that magic state factories do not need to preserve logical information over time; once we detect an increase in local physical error rates, we can simply turn off parts of the factory that are affected, re-map the factory to the new chip geometry, and continue operating. This is much more efficient than previous more general methods, and is resilient even under many simultaneous impact events. Using precise physical noise models, we show an efficient ray detection method and evaluate our strategy in different noise regimes. Compared to existing baselines, we find reductions in ray-induced overheads by several orders of magnitude, reducing total qubitcycle cost by geomean 6.5x to 13.9x depending on the noise model. This work reduces the burden on hardware by providing low-overhead software mitigation of these errors.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子計算は、時間不変で十分に低い物理誤差率の仮定に依存する。
しかし、現在の超伝導量子コンピュータは、宇宙線の影響や2レベルのシステム欠陥のシフトなど、頻繁に破壊的なノイズに悩まされている。
ソフトウェアにおけるこれらの問題を緩和するためにいくつかの方法が提案されているが、バーストエラーイベントによる論理情報の保存が困難であるため、物理キュービット数の観点から大きなオーバーヘッドが加えられている。
我々は、将来の量子プログラムの空間コストの最大95%を占めると期待されているマジックステートファクトリーにおけるマルチキュービットバーストエラーの軽減に焦点をあてる。
私たちの重要な洞察は、マジックステートファクトリは、時間とともに論理的な情報を保存する必要はないということです。局所的な物理的エラー率の増加を検知すれば、影響を受けるファクトリの一部をオフにし、工場を新しいチップ幾何学に再マップし、運用を続けることができます。
これは従来の一般的な方法よりもはるかに効率的で、同時的な影響イベントでも耐性がある。
高精度な物理ノイズモデルを用いて、効率的な光線検出法を示し、異なる雑音環境下での戦略を評価する。
既存のベースラインと比較して、光照射によるオーバーヘッドを数桁減少させ、ノイズモデルによる総クビットサイクルコストを6.5倍から13.9倍に削減する。
この作業は、これらのエラーを低オーバーヘッドソフトウェアで軽減することで、ハードウェアの負担を軽減する。
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