論文の概要: Accommodating Fabrication Defects on Floquet Codes with Minimal Hardware Requirements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15854v1
• Date: Fri, 24 May 2024 18:00:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-29 02:29:48.133974
• Title: Accommodating Fabrication Defects on Floquet Codes with Minimal Hardware Requirements
• Title（参考訳）: ハードウェア要件の最小化によるフロケット符号の製作欠陥の調整
• Authors: Campbell McLauchlan, György P. Gehér, Alexandra E. Moylett,
• Abstract要約: フロケット符号は、ハードウェアの接続要件を減らし、優れたフォールトトレラント特性を提供する。 これは、現実的なハードウェア上でこのようなコードを実行する上で重要な、未調査の課題である。 広帯域な2次元フロケ符号に欠陥量子ビットを収容する新しい方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Floquet codes are an intriguing generalisation of stabiliser and subsystem codes, which can provide good fault-tolerant characteristics while benefiting from reduced connectivity requirements in hardware. A recent question of interest has been how to run Floquet codes on devices which have defective -- and therefore unusable -- qubits. This is an under-studied issue of crucial importance for running such codes on realistic hardware. To address this challenge, we introduce a new method of accommodating defective qubits on a wide range of two-dimensional Floquet codes, which requires no additional connectivity in the underlying quantum hardware, no modifications to the original Floquet code's measurement schedule, can accommodate boundaries, and is optimal in terms of the number of qubits and stabilisers removed. We numerically demonstrate that, using this method, the planar honeycomb code is fault tolerant up to a fabrication defect probability of $\approx 12\%$. We find the fault-tolerant performance of this code under defect noise is competitive with that of the surface code, despite its sparser connectivity. We finally propose multiple ways this approach can be adapted to the underlying hardware, through utilising any additional connectivity available, and treating defective auxiliary qubits separately to defective data qubits. Our work therefore serves as a guide for the implementation of Floquet codes in realistic quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: フロッケ符号は、安定化器とサブシステムのコードの興味深い一般化であり、ハードウェアの接続要件を減らし、優れたフォールトトレラント特性を提供することができる。 最近の関心のある質問は、欠陥のある -- 使用不可能な -- 量子ビットを持つデバイス上で、Floquetコードを実行する方法だ。 これは、現実的なハードウェア上でこのようなコードを実行する上で重要な、未調査の課題である。 この課題に対処するため,Floquet符号の量子ハードウェアへの追加接続を必要とせず,元のFloquet符号の計測スケジュールの変更を必要とせず,バウンダリに対応でき,キュービット数や安定化器の取り外しという点で最適である,広範囲な2次元フロッケ符号に欠陥量子ビットを収容する新しい方法を提案する。 この手法を用いて、平面ハニカム符号は、製造欠陥確率が$\approx 12\%$まで耐障害性があることを数値的に示す。 欠陥雑音下でのこの符号の耐障害性能は、スペーサー接続性にもかかわらず、表面コードと競合する。 我々は最終的に、このアプローチを基盤となるハードウェアに適応させる複数の方法を提案し、追加の接続性を活用し、欠陥のある補助量子ビットを欠陥のあるデータ量子ビットに別々に扱います。 そこで本研究は,現実的な量子ハードウェアにおけるFloquet符号の実装のガイドとして機能する。

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