論文の概要: Fault-tolerant quantum input/output

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.05260v1
• Date: Fri, 9 Aug 2024 12:26:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-13 19:44:18.052211
• Title: Fault-tolerant quantum input/output
• Title（参考訳）: フォールトトレラント量子入出力
• Authors: Matthias Christandl, Omar Fawzi, Ashutosh Goswami,
• Abstract要約: 我々は、量子入力による量子計算と、回路ノイズに対して堅牢な量子出力を実現するためのツールを提供する。 任意の線形距離通信符号に対して,一般雑音の影響を受けやすいエンコーダとデコーダを構築することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.787248655856051
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Usual scenarios of fault-tolerant computation are concerned with the fault-tolerant realization of quantum algorithms that compute classical functions, such as Shor's algorithm for factoring. In particular, this means that input and output to the quantum algorithm are classical. In contrast to stand-alone single-core quantum computers, in many distributed scenarios, quantum information might have to be passed on from one quantum information processing system to another one, possibly via noisy quantum communication channels with noise levels above fault-tolerant thresholds. In such situations, quantum information processing devices will have quantum inputs, quantum outputs or even both, which pass qubits among each other. Such a scenario has first been considered in the context of point-to-point communication by Christandl and M{\"u}ller-Hermes, IEEE Trans. Inf. Th. 2024. Working in the fault-tolerant framework of Kitaev we provide general tools for making quantum computation with quantum input and quantum output robust against circuit noise. The framework allows the direct composition of the statements, enabling versatile future application. As concrete applications, we show that encoders and decoders affected by general noise (including coherent errors) can be constructed for arbitrary linear distance communication codes. For the weaker, but standard, model of local stochastic noise, we obtain such encoders and decoders for practical communication codes, which include families of efficient coding circuits.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント計算の一般的なシナリオは、Shorのファクタリングアルゴリズムのような古典関数を計算する量子アルゴリズムのフォールトトレラントな実現に関するものである。 特にこれは、量子アルゴリズムへの入力と出力が古典的であることを意味する。 スタンドアローンのシングルコア量子コンピュータとは対照的に、多くの分散シナリオでは、量子情報は1つの量子情報処理システムから別の量子に渡さなければならない。 このような状況では、量子情報処理装置は量子入力、量子出力、あるいはその両方を持ち、互いに量子ビットを渡す。 このようなシナリオは、Christandl と M{\"u}ller-Hermes, IEEE Trans によるポイントツーポイント通信の文脈で最初に検討されている。 インフ。 Th! 2024年。 北エフのフォールトトレラントフレームワークで作業し、量子入力による量子計算と回路ノイズに対して堅牢な量子出力を実現するための一般的なツールを提供する。 このフレームワークはステートメントの直接的な構成を可能にし、汎用的な将来のアプリケーションを可能にします。 具体的な応用として、任意の線形距離通信符号に対して、一般的なノイズ(コヒーレントエラーを含む)に影響を受けるエンコーダとデコーダを構築することができることを示す。 より弱いが標準的な局所確率雑音のモデルでは、効率的な符号化回路のファミリを含む実用的な通信符号のためのエンコーダとデコーダが得られる。

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