論文の概要: Error correction of transversal controlled-NOT gates for scalable surface code computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.01393v1
• Date: Fri, 2 Aug 2024 17:09:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-05 12:38:29.997276
• Title: Error correction of transversal controlled-NOT gates for scalable surface code computation
• Title（参考訳）: スケーラブル表面符号計算のための横制御NOTゲートの誤差補正
• Authors: Kaavya Sahay, Yingjia Lin, Shilin Huang, Kenneth R. Brown, Shruti Puri,
• Abstract要約: 制御NOT(tCNOT)ゲートは、コードブロック間の相関エラーを導入する。 本稿では,スケーラブルでフォールトトレラントな量子計算のためのtCのための3種類の復号法の性能を検証し,ベンチマークする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.37282630026096597
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent experimental advances have made it possible to implement logical multi-qubit transversal gates on surface codes in a multitude of platforms. A transversal controlled-NOT (tCNOT) gate on two surface codes introduces correlated errors across the code blocks and thus requires modified decoding strategies compared to established methods of decoding surface code quantum memory (SCQM) or lattice surgery operations. In this work, we examine and benchmark the performance of three different decoding strategies for the tCNOT for scalable, fault-tolerant quantum computation. In particular, we present a low-complexity decoder based on minimum-weight perfect matching (MWPM) that achieves the same threshold as the SCQM MWPM decoder. We extend our analysis with a study of tailored decoding of a transversal teleportation circuit, along with a comparison between the performance of lattice surgery and transversal operations under Pauli and erasure noise models. Our investigation works towards systematic estimation of the cost of implementing large-scale quantum algorithms based on transversal gates in the surface code.
• Abstract（参考訳）: 近年の実験的進歩により、多数のプラットフォームにおいて、表面コード上に論理的マルチキュービットトランスバーサルゲートを実装することが可能になった。 2つの面符号上のtransversal controlled-NOT (tCNOT) ゲートは、コードブロック間の相関エラーを導入し、表面符号量子メモリ (SCQM) や格子演算の確立した方法と比較して、デコード戦略を変更する必要がある。 本研究では,スケーラブルでフォールトトレラントな量子計算のために,tCNOTの3種類の復号法の性能を検証・ベンチマークする。 特に、SCQM MWPMデコーダと同じ閾値を達成する最小重完全マッチング(MWPM)に基づく低複雑さデコーダを提案する。 解析は, 格子手術とパウリ法における横方向操作の性能と消去ノイズモデルとの比較とともに, 横方向テレポーテーション回路の整形復号化に関する研究により拡張される。 本研究は,超越ゲートに基づく大規模量子アルゴリズムの実装コストの体系的評価を目的としている。

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