論文の概要: Geometrical Approach to Logical Qubit Fidelities of Neutral Atom CSS Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04324v1
• Date: Fri, 6 Sep 2024 14:53:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-09 15:34:51.339995
• Title: Geometrical Approach to Logical Qubit Fidelities of Neutral Atom CSS Codes
• Title（参考訳）: ニュートラル原子CSS符号の論理的量子忠実度に対する幾何学的アプローチ
• Authors: J. J. Postema, S. J. J. M. F. Kokkelmans,
• Abstract要約: 量子誤差補正(QEC)符号を乱れのある$mathZ$格子ゲージ理論にマッピングする。 本稿では,この統計マッピングを用いて中性原子アーキテクチャの誤差レート閾値を推定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Encoding quantum information in a quantum error correction (QEC) code enhances protection against errors. Imperfection of quantum devices due to decoherence effects will limit the fidelity of quantum gate operations. In particular, neutral atom quantum computers will suffer from correlated errors because of the finite lifetime of the Rydberg states that facilitate entanglement. Predicting the impact of such errors on the performance of topological QEC codes is important in understanding and characterising the fidelity limitations of a real quantum device. Mapping a QEC code to a $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory with disorder allows us to use Monte Carlo techniques to calculate upper bounds on error rates without resorting to an optimal decoder. In this Article, we adopt this statistical mapping to predict error rate thresholds for neutral atom architecture, assuming radiative decay to the computational basis, leakage and atom loss as the sole error sources. We quantify this error rate threshold $p_\text{th}$ and bounds on experimental constraints, given any set of experimental parameters.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー訂正(QEC)符号で量子情報を符号化すると、エラーに対する保護が強化される。 デコヒーレンス効果による量子デバイスの不完全性は、量子ゲート演算の忠実性を制限する。 特に、中性原子量子コンピュータは、絡み合いを促進するリドベルク状態の有限寿命のため、相関エラーに悩まされる。 トポロジカルQEC符号の性能に対するそのような誤差の影響を予測することは、実量子デバイスの忠実度制限を理解し、特徴づけるのに重要である。 QECコードを混乱を伴う$\mathbb{Z}_2$格子ゲージ理論にマッピングすることで、最適なデコーダを使わずにモンテカルロ法を用いてエラーレートの上限を計算することができる。 本稿では,この統計図を用いて中性原子アーキテクチャの誤差率閾値を推定し,放射減衰を計算基準に仮定し,リークと原子損失を唯一の誤差源とする。 この誤差率しきい値である$p_\text{th}$を定量化し、実験パラメータの任意のセットを考慮すれば、実験的な制約に限定する。

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