論文の概要: Strategic Code: A Unified Spatio-Temporal Framework for Quantum Error-Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.17567v1
• Date: Mon, 27 May 2024 18:03:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-29 23:31:09.198593
• Title: Strategic Code: A Unified Spatio-Temporal Framework for Quantum Error-Correction
• Title（参考訳）: Strategic Code: 量子エラー補正のための統一された時空間フレームワーク
• Authors: Andrew Tanggara, Mile Gu, Kishor Bharti,
• Abstract要約: QECC(Quantum error-correcting code)は、フォールトトレラントな量子情報処理の中心的な要素である。 動的QECCのパラダイムは、時間的にも空間的にも論理情報をしっかりとエンコードできることを示している。 動的Qがフォールトトレランスをいかに達成するかという大まかな理論が欠落している。
• 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 error-correcting code (QECC) is the central ingredient in fault-tolerant quantum information processing. An emerging paradigm of dynamical QECC shows that one can robustly encode logical quantum information both temporally and spatially in a more resource-efficient manner than traditional QECCs. Nevertheless, an overarching theory of how dynamical QECCs achieve fault-tolerance is lacking. In this work, we bridge this gap by proposing a unified spatio-temporal QECC framework called the ``strategic code'' built around an ``interrogator'' device which sequentially measures and evolves the spatial QECC in an adaptive manner based on the ``quantum combs'' formalism, a generalization of the channel-state duality. The strategic code covers all existing dynamical and static QECC, as well as all physically plausible QECCs to be discovered in the future, including those that involve adaptivity in its operational dynamics. Within this framework, we show an algebraic and an information-theoretic necessary and sufficient error-correction conditions for a strategic code, which consider spatially and temporally correlated errors. These conditions include the analogous known static QECC conditions as a special case. Lastly, we also propose an optimization-theoretic approach to obtain an approximate strategic code adapting to a correlated error.
• Abstract（参考訳）: QECC(Quantum error-correcting code)は、フォールトトレラントな量子情報処理の中心的な要素である。 動的QECCのパラダイムは、従来のQECCよりも時間的にも空間的にも論理量子情報をより資源効率の良い方法で堅牢にエンコードできることを示している。 それでも、動的QECCが耐故障性を実現する方法に関する包括的な理論は欠落している。 本研究では,<quantum combs'の形式,すなわちチャネル状態双対性の一般化に基づいて,空間QECCを順応的に測定し,進化させる‘interrogator’デバイスを中心に構築された,‘strategic code’と呼ばれる一貫した時空間QECCフレームワークを提案することにより,このギャップを埋める。 戦略コードは、既存の動的および静的なQECCと、将来発見されるすべての物理的に妥当なQECCをカバーしている。 本枠組みでは,空間的・時間的に相関した誤りを考慮した戦略的符号に対して,代数的かつ情報論的に必要かつ十分な誤り訂正条件を示す。 これらの条件は、特別な場合として既知の類似の静的QECC条件を含む。 最後に,相関誤差に適応した近似的戦略コードを得るための最適化理論的手法を提案する。

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