論文の概要: Quantum memory based on concatenating surface codes and quantum Hamming codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.16176v1
• Date: Tue, 23 Jul 2024 04:47:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-24 18:35:54.543291
• Title: Quantum memory based on concatenating surface codes and quantum Hamming codes
• Title（参考訳）: 連結曲面符号と量子ハミング符号に基づく量子メモリ
• Authors: Menglong Fang, Daiqin Su,
• Abstract要約: 本研究では,量子ハミング符号と曲面符号の結合を量子メモリとして検討する。 エラーしきい値が高く、原則として表面コードのしきい値まで押し上げることができる。 エラーを抑える利点は、中間スケールの量子メモリに現れ始めます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Designing quantum error correcting codes that promise a high error threshold, low resource overhead and efficient decoding algorithms is crucial to achieve large-scale fault-tolerant quantum computation. The concatenated quantum Hamming code is one of the potential candidates that allows for constant space overhead and efficient decoding. We study the concatenation of surface codes with quantum Hamming codes as a quantum memory, and estimate its error threshold, resource overhead and decoding time. A high error threshold is achieved, which can in principle be pushed up to the threshold of the surface code. Furthermore, the concatenated codes can suppress logical errors to a much lower level than the surface codes, under the assumption of comparable amount of resource overhead. The advantage in suppressing errors starts to show for a quantum memory of intermediate scale. Concatenating surface codes with quantum Hamming codes therefore provides a promising avenue to demonstrate small-scale fault-tolerant quantum circuits in the near future, and also paves a way for large-scale fault-tolerant quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 大規模なフォールトトレラント量子計算を実現するためには、高いエラーしきい値、低いリソースオーバーヘッド、効率的な復号アルゴリズムを約束する量子エラー訂正符号の設計が不可欠である。 連結量子ハミング符号は、一定の空間オーバーヘッドと効率的な復号を可能にする潜在的な候補の1つである。 本研究では,量子ハミング符号と曲面符号の結合を量子メモリとして検討し,その誤差しきい値,リソースオーバーヘッド,復号時間を推定する。 エラーしきい値が高く、原則として表面コードのしきい値まで押し上げることができる。 さらに、連結符号は、リソースオーバーヘッドに匹敵する量の仮定の下で、表面符号よりもはるかに低いレベルまで論理誤差を抑えることができる。 エラーを抑える利点は、中間スケールの量子メモリに現れ始めます。 したがって、表面コードと量子ハミング符号を結合することで、近い将来に小規模のフォールトトレラント量子回路を実証する有望な方法が提供され、また大規模なフォールトトレラント量子計算の道を開いた。

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