論文の概要: Reducing Quantum Error Correction Overhead with Versatile Flag-Sharing Syndrome Extraction Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.00607v1
- Date: Sun, 30 Jun 2024 06:35:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 02:26:49.436989
- Title: Reducing Quantum Error Correction Overhead with Versatile Flag-Sharing Syndrome Extraction Circuits
- Title（参考訳）: バーサタイルフラッグシェアリングシンドローム抽出回路による量子誤差補正オーバーヘッドの低減
- Authors: Pei-Hao Liou, Ching-Yi Lai,
- Abstract要約: 効率的なエラーシンドローム抽出回路は、より少ない補助量子ビット、量子ゲート、測定を用いる必要がある。
量子安定化器符号のための共有フラグ量子ビットを用いた並列フラグ付きシンドローム抽出の設計を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.770351255180495
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Given that quantum error correction processes are unreliable, an efficient error syndrome extraction circuit should use fewer ancillary qubits, quantum gates, and measurements, while maintaining low circuit depth, to minimizing the circuit area, roughly defined as the product of circuit depth and the number of physical qubits. We propose to design parallel flagged syndrome extraction with shared flag qubits for quantum stabilizer codes. Versatile parallelization techniques are employed to minimize the required circuit area, thereby improving the error threshold and overall performance. Specifically, all the measurement outcomes in multiple rounds of syndrome extraction are integrated into a lookup table decoder, allowing us to parallelize multiple stabilizer measurements with shared flag qubits. We present flag-sharing and fully parallel schemes for the [[17,1,5]] and [[19,1,5]] Calderbank-Shor-Steane (CSS) codes. This methodology extends to the [[5,1,3]] non-CSS code, achieving the minimum known circuit area. Numerical simulations have demonstrated improved pseudothresholds for these codes by up to an order of magnitude compared to previous schemes in the literature.
- Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正プロセスが信頼できないことを考えると、効率的なエラーシンドローム抽出回路は、回路深度を低く保ちながら、補助量子ビット、量子ゲート、測定を少なくし、回路深度と物理量子ビットの積として大まかに定義された回路面積を最小化する。
量子安定化器符号のための共有フラグ量子ビットを用いた並列フラグ付きシンドローム抽出の設計を提案する。
所要回路面積を最小限に抑えるため,バーサタイル並列化技術が採用され,エラー閾値と全体的な性能が向上した。
具体的には、複数ラウンドのシンドローム抽出の結果をルックアップテーブルデコーダに統合し、共有フラグ量子ビットで複数の安定化器測定を並列化できるようにする。
我々は[17,1,5]と[19,1,5]のCalderbank-Shor-Steane(CSS)コードに対して,フラグ共有と完全に並列なスキームを提案する。
この方法論は[5,1,3]非CSSコードにまで拡張され、最小の既知の回路領域を達成する。
数値シミュレーションにより、これらの符号の擬似閾値は、文献の以前のスキームに比べて最大で1桁改善されていることが示されている。
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