論文の概要: Resilience of the surface code to error bursts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.18897v1
• Date: Thu, 27 Jun 2024 05:23:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 15:17:37.505853
• Title: Resilience of the surface code to error bursts
• Title（参考訳）: エラーバーストに対する表面符号のレジリエンス
• Authors: Shi Jie Samuel Tan, Christopher A. Pattison, Matt McEwen, John Preskill,
• Abstract要約: いくつかのまれな物理的メカニズムは、多くの量子ビットに影響を与えるエラー率を一時的に増加させる可能性がある。 例えば、超伝導ハードウェアにおける電離放射線や、原子系の大域的な制御における大きな偏差などである。 ゲート誤差率におけるこのような稀な過渡スパイクを、エラーバーストと呼ぶ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.027042267806481293
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error correction works effectively only if the error rate of gate operations is sufficiently low. However, some rare physical mechanisms can cause a temporary increase in the error rate that affects many qubits; examples include ionizing radiation in superconducting hardware and large deviations in the global control of atomic systems. We refer to such rare transient spikes in the gate error rate as error bursts. In this work, we investigate the resilience of the surface code to generic error bursts. We assume that, after appropriate mitigation strategies, the spike in the error rate lasts for only a single syndrome extraction cycle; we also assume that the enhanced error rate is uniform across the code block. Under these assumptions, and for a circuit-level depolarizing noise model, we perform Monte Carlo simulations to determine the regime in burst error rate and background error rate for which the memory time becomes arbitrarily long as the code block size grows. Our results indicate that suitable hardware mitigation methods combined with standard decoding methods may suffice to protect against transient error bursts in the surface code.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差補正は、ゲート演算の誤差率が十分に低い場合にのみ有効である。 しかし、いくつかのまれな物理的メカニズムは、多くの量子ビットに影響を与えるエラー率を一時的に増加させ、例えば、超伝導ハードウェアにおける電離放射線や、原子系の大域的な制御における大きな偏差などである。 ゲート誤差率におけるこのような稀な過渡スパイクを、エラーバーストと呼ぶ。 本研究では,一般的なエラーバーストに対する表面符号のレジリエンスについて検討する。 適切な緩和戦略の後、単一のシンドローム抽出サイクルでエラー率のスパイクが持続すると仮定し、コードブロック全体でエラー率の増大が均一であると仮定する。 これらの仮定と回路レベルの非偏極雑音モデルを用いてモンテカルロシミュレーションを行い、コードブロックサイズが大きくなるとメモリ時間が任意に変化するバーストエラー率とバックグラウンドエラー率の条件を決定する。 以上の結果から, ハードウェアの最適化手法と標準復号法を組み合わせることで, 表面符号の過渡的エラーバーストを防止できる可能性が示唆された。

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