論文の概要: Entangling four logical qubits beyond break-even in a nonlocal code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.02666v2
• Date: Mon, 5 Aug 2024 21:35:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-07 23:47:04.491418
• Title: Entangling four logical qubits beyond break-even in a nonlocal code
• Title（参考訳）: 非局所符号における4つの論理量子ビットの破れ外へのエンタング
• Authors: Yifan Hong, Elijah Durso-Sabina, David Hayes, Andrew Lucas,
• Abstract要約: 量子誤り訂正は、論理量子情報を環境デコヒーレンスから保護する。 我々は、4つの論理量子ビットのGHZ状態を99.5 pm 0.15 % le F le 99.7 pm 0.1%$でエンコードする(結果の98%以上でポストセレクトした後)。 我々の結果は、幾何学的に非局所的な量子低密度パリティチェック符号で符号化された論理量子ビットを用いたフォールトトレラント量子計算の実現に向けた第一歩である。
• 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 correction protects logical quantum information against environmental decoherence by encoding logical qubits into entangled states of physical qubits. One of the most important near-term challenges in building a scalable quantum computer is to reach the break-even point, where logical quantum circuits on error-corrected qubits achieve higher fidelity than equivalent circuits on uncorrected physical qubits. Using Quantinuum's H2 trapped-ion quantum processor, we encode the GHZ state in four logical qubits with fidelity $ 99.5 \pm 0.15 \% \le F \le 99.7 \pm 0.1\% $ (after postselecting on over 98% of outcomes). Using the same quantum processor, we can prepare an uncorrected GHZ state on four physical qubits with fidelity $97.8 \pm 0.2 \% \le F\le 98.7\pm 0.2\%$. The logical qubits are encoded in a $[\![ 25,4,3 ]\!]$ Tanner-transformed long-range-enhanced surface code. Logical entangling gates are implemented using simple swap operations. Our results are a first step towards realizing fault-tolerant quantum computation with logical qubits encoded in geometrically nonlocal quantum low-density parity check codes.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正は、論理量子ビットを物理的量子ビットの絡み合った状態に符号化することで、論理量子情報を環境デコヒーレンスから保護する。 スケーラブルな量子コンピュータを構築する際の最も重要な短期的課題の1つは、誤り訂正量子ビット上の論理量子回路が、修正されていない物理量子ビット上の等価回路よりも高い忠実性を達成する破局点に達することである。 QuantinuumのH2トラップイオン量子プロセッサを用いて、4つの論理量子ビットのGHZ状態を99.5 \pm 0.15 \% \le F \le 99.7 \pm 0.1\%$でエンコードする(結果の98%をポストセレクトした後)。 同じ量子プロセッサを用いて、4つの物理量子ビット上に9,7.8 \pm 0.2 \% \le F\le 98.7\pm 0.2\%$で補正されていないGHZ状態を作成することができる。 論理キュービットは$[\! 25,4,3 ]\! Taner-transformed long-range-enhanced surface code。 論理エンタングゲートは単純なスワップ操作で実装される。 我々の結果は、幾何学的に非局所的な量子低密度パリティチェック符号で符号化された論理量子ビットを用いたフォールトトレラント量子計算の実現に向けた第一歩である。

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