論文の概要: Weakly Fault-Tolerant Computation in a Quantum Error-Detecting Code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.14828v1
• Date: Tue, 27 Aug 2024 07:25:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-28 14:45:05.218595
• Title: Weakly Fault-Tolerant Computation in a Quantum Error-Detecting Code
• Title（参考訳）: 量子エラー検出符号における弱いフォールトトレラント計算
• Authors: Christopher Gerhard, Todd A. Brun,
• Abstract要約: 完全なフォールトトレランスを達成する多くの現在の量子誤り訂正符号は、論理量子ビットと物理量子ビットの比率が低く、大きなオーバーヘッドがある。 我々は,[n,n-2,2]]量子誤り検出符号の構成を,単一故障ゲートから任意の誤りを検出する中間点として提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Many current quantum error correcting codes that achieve full fault-tolerance suffer from having low ratios of logical to physical qubits and significant overhead. This makes them difficult to implement on current noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers and results in the inability to perform quantum algorithms at useful scales with near-term quantum processors. Due to this, calculations are generally done without encoding. We propose a middle ground between these two approaches: constructions in the [[n,n-2,2]] quantum error detecting code that can detect any error from a single faulty gate by measuring the stabilizer generators of the code and additional ancillas at the end of the computation. This achieves what we call weak fault-tolerance. As we show, this demonstrates a significant improvement over no error correction for low enough physical error probabilities and requires much less overhead than codes that achieve full fault-tolerance. We give constructions for a set of gates that achieve universal quantum computation in this error detecting code, while satisfying weak fault-tolerance up to analog imprecision on the physical rotation gate.
• Abstract（参考訳）: 完全なフォールトトレランスを達成する多くの現在の量子誤り訂正符号は、論理量子ビットと物理量子ビットの比率が低く、大きなオーバーヘッドがある。 これにより、現在のノイズの多い中間スケール量子(NISQ)コンピュータ上では実装が難しくなり、短期量子プロセッサで有用なスケールで量子アルゴリズムを実行することができない。 このため、計算はエンコーディングなしで行うのが一般的である。 本稿では,[n,n-2,2]]量子誤り検出符号の構成法と,[n,n-2,2],[n,n-2,2]]量子誤り検出符号の中間点を提案する。 これは、弱いフォールトトレランスと呼ばれるものを実現します。 示すように、これは十分な物理的エラー確率の低いエラー訂正を伴わず、完全なフォールトトレランスを達成するコードよりもオーバーヘッドをはるかに少なくすることを示す。 本稿では, 物理回転ゲート上のアナログインプレクシデンスに対する弱い耐故障性を満足しつつ, この誤り検出符号において普遍的な量子計算を実現するゲートの構成について述べる。

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