論文の概要: Quantum error correction below the surface code threshold

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13687v1
• Date: Sat, 24 Aug 2024 23:08:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-08-27 18:19:53.057268
• Title: Quantum error correction below the surface code threshold
• Title（参考訳）: 表面符号閾値以下での量子誤差補正
• Abstract要約: 量子誤り訂正は、複数の物理量子ビットを論理量子ビットに結合することで、実用的な量子コンピューティングに到達するための経路を提供する。 本研究では, リアルタイムデコーダと統合された距離7符号と距離5符号の2つの面符号メモリを臨界閾値以下で動作させる。 以上の結果から,大規模なフォールトトレラント量子アルゴリズムの動作要件を実現する装置の性能が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 107.92016014248976
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum error correction provides a path to reach practical quantum computing by combining multiple physical qubits into a logical qubit, where the logical error rate is suppressed exponentially as more qubits are added. However, this exponential suppression only occurs if the physical error rate is below a critical threshold. In this work, we present two surface code memories operating below this threshold: a distance-7 code and a distance-5 code integrated with a real-time decoder. The logical error rate of our larger quantum memory is suppressed by a factor of $\Lambda$ = 2.14 $\pm$ 0.02 when increasing the code distance by two, culminating in a 101-qubit distance-7 code with 0.143% $\pm$ 0.003% error per cycle of error correction. This logical memory is also beyond break-even, exceeding its best physical qubit's lifetime by a factor of 2.4 $\pm$ 0.3. We maintain below-threshold performance when decoding in real time, achieving an average decoder latency of 63 $\mu$s at distance-5 up to a million cycles, with a cycle time of 1.1 $\mu$s. To probe the limits of our error-correction performance, we run repetition codes up to distance-29 and find that logical performance is limited by rare correlated error events occurring approximately once every hour, or 3 $\times$ 10$^9$ cycles. Our results present device performance that, if scaled, could realize the operational requirements of large scale fault-tolerant quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正は、複数の物理量子ビットを論理量子ビットに組み合わせ、論理的誤り率を指数関数的に抑制し、より多くの量子ビットを追加することで、実用的な量子コンピューティングに到達する道を提供する。 しかし、この指数的な抑制は、物理誤差率が臨界しきい値以下である場合にのみ発生する。 本研究では,このしきい値以下で動作する2つのサーフェスコードメモリ,すなわち,リアルタイムデコーダと統合された距離7符号と距離5符号を示す。 我々のより大きな量子メモリの論理誤差率は、符号距離を2倍に増やすとき、$\Lambda$ = 2.14$\pm$0.02の係数で抑制され、エラー修正のサイクルあたり0.143%$\pm$ 0.003%の101キュービット距離7符号で終わる。 この論理記憶はブレークエクイティを超えていて、最高の物理量子ビットの寿命を2.4$\pm$ 0.3に超えている。 我々は,デコーダの平均遅延が63ドル/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m /m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m/m /m/m/m 誤り訂正性能の限界を探索するために、我々は距離29までの繰り返しコードを実行し、論理的性能は、約1時間に1回、または3$\times$10$^9$サイクルで発生する稀な相関エラーイベントによって制限されていることを発見した。 以上の結果から,大規模なフォールトトレラント量子アルゴリズムの動作要件を実現する装置の性能が示唆された。

関連論文リスト

• Quantum error correction at ultra-low overhead [0.0]
  大規模な量子コンピューティングにとって、エラーの抑制が中心的な課題である。 実用的でハードウェア効率のよい量子低密度パリティチェック符号のファミリーであるCornucopia符号を紹介する。 結果は、短期量子プロセッサの範囲内で超低オーバーヘッドの量子エラー補正のデモンストレーションをもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-08-03T18:13:57Z)
• Demonstrating dynamic surface codes [138.1740645504286]
  曲面符号の3つの時間力学的実装を実験的に実証した。 まず、曲面コードを六角格子上に埋め込んで、キュービットあたりの結合を4つから3つに減らした。 第二に、サーフェスコードを歩き、データの役割を交換し、各ラウンドごとにキュービットを測定し、蓄積した非計算エラーの組込み除去による誤り訂正を達成する。 第3に、従来のCNOTの代わりにiSWAPゲートを用いた表面コードを実現し、追加のオーバーヘッドを伴わずに、エラー訂正のための実行可能なゲートセットを拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-18T21:56:50Z)
• Scaling and logic in the color code on a superconducting quantum processor [109.61104855764401]
  本稿では,超伝導プロセッサ上でのカラーコードのデモを行い,論理的誤りの抑制と論理的操作を行う。 汎用計算の鍵となるマジックステートを注入し、選択後99%以上の忠実性を達成する。 この研究は、超伝導プロセッサ上でのフォールトトレラント量子計算を実現するための、魅力的な研究方向としてカラーコードを確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-18T19:00:05Z)
• Demonstrating real-time and low-latency quantum error correction with superconducting qubits [52.08698178354922]
  超伝導量子プロセッサに組み込まれたスケーラブルFPGAデコーダを用いて低遅延フィードバックを示す。 復号ラウンド数が増加するにつれて、論理誤差の抑制が観察される。 この作業でデコーダのスループットとレイテンシが発達し、デバイスの継続的な改善と相まって、次世代の実験がアンロックされた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-07T17:07:18Z)
• Compare the Pair: Rotated vs. Unrotated Surface Codes at Equal Logical Error Rates [0.0]
  量子コンピュータはリソース効率のよいエラー訂正コードを必要とする。 距離の代わりに、より有用な量子ビット保存計量は論理誤差率に基づく。 両符号の回路レベル雑音下での論理的・物理的誤り率の持続的スケーリングについて検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-23T07:27:20Z)
• Hardware-efficient quantum error correction using concatenated bosonic qubits [41.6475446744259]
  量子コンピュータは、論理量子ビットが多くのノイズの多い物理量子ビットで冗長に符号化される量子エラー補正を組み込む必要がある。 ここでは、マイクロファブリケート超伝導量子回路を用いて、符号化されたボソニックキャット量子ビットの連結から形成される論理量子ビットメモリを実現する。 論理量子ビットメモリの性能とスケーリングについて検討し,位相フリップ補正繰り返し符号がしきい値以下で動作していることを見出した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-19T18:00:53Z)
• Fault-tolerant hyperbolic Floquet quantum error correcting codes [0.0]
  ハイパボリックフロケット符号」と呼ばれる動的に生成された量子誤り訂正符号の族を導入する。 私たちの双曲的フロッケ符号の1つは、コード距離8の52の論理キュービットをエンコードするために400の物理キュービットを使用します。 小さなエラー率では、この符号に匹敵する論理的誤り抑制は、同じノイズモデルとデコーダを持つハニカム・フロケ符号を使用する場合、多くの物理量子ビット (1924) の5倍を必要とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-18T18:00:02Z)
• Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum Circuits [84.60542868688235]
  量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。 パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。 繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z)
• High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory [4.91491092996493]
  符号化率の高いLDPC符号群に基づくエンドツーエンドの量子誤り訂正プロトコルを提案する。 12個の論理量子ビットを288個の物理量子ビットを用いて100万回近くのシンドロームサイクルで保存できることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-15T17:55:12Z)
• Scalable Quantum Error Correction for Surface Codes using FPGA [67.74017895815125]
  フォールトトレラントな量子コンピュータは、出現するよりも早くデコードし、エラーを修正する必要がある。 並列計算資源を利用したUnion-Findデコーダの分散バージョンを報告する。 この実装では、並列コンピューティングリソースをハイブリッドツリーグリッド構造に整理する、Heliosと呼ばれるスケーラブルなアーキテクチャを採用している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-20T04:23:00Z)
• Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit [147.2624260358795]
  複数のコードサイズにわたる論理量子ビット性能のスケーリングの測定について報告する。 超伝導量子ビット系は、量子ビット数の増加による追加誤差を克服するのに十分な性能を有する。 量子誤り訂正は量子ビット数が増加するにつれて性能が向上し始める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-13T18:00:02Z)
• Exponential suppression of bit or phase flip errors with repetitive error correction [56.362599585843085]
  最先端の量子プラットフォームは通常、物理的エラーレートが10～3ドル近くである。 量子誤り訂正(QEC)は、多くの物理量子ビットに量子論理情報を分散することで、この分割を橋渡しすることを約束する。 超伝導量子ビットの2次元格子に埋め込まれた1次元繰り返し符号を実装し、ビットまたは位相フリップ誤差の指数的抑制を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-11T17:11:20Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。