論文の概要: Towards Distributed Quantum Error Correction for Distributed Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05244v1
• Date: Sun, 8 Sep 2024 23:10:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-10 16:22:22.968536
• Title: Towards Distributed Quantum Error Correction for Distributed Quantum Computing
• Title（参考訳）: 分散量子コンピューティングのための分散量子エラー補正に向けて
• Authors: Shahram Babaie, Chunming Qiao,
• Abstract要約: 3つの量子処理ユニット(QPU)に属する3つの物理量子ビットを用いて論理量子ビットを形成する、新しい量子ビットベースの分散量子誤り補正(DQEC)アーキテクチャを提案する。 本稿では,3つのQPUが協調して1ビットフリップと位相フリップの誤差を適切に解決できる量子状態を生成する方法について述べる。 提案アーキテクチャの機能的正しさは,Qiskitツールと安定化器ジェネレータを用いて評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.824983694947573
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing as a promising technology can utilize stochastic solutions instead of deterministic approaches for complicated scenarios for which classical computing is inefficient, provided that both the concerns of the error-prone nature of qubits and the limitation of the number of qubits are addressed carefully. In order to address both concerns, a new qubit-based Distributed Quantum Error Correction (DQEC) architecture is proposed in which three physical qubits residing on three Quantum Processing Units (QPU) are used to form a logical qubit. This paper illustrates how three QPUs collaboratively generate a joint quantum state in which single bit-flip and phase-flip errors can be properly resolved. By reducing the number of qubits required to form a logical qubit in the proposed architecture, each QPU with its limited number of physical qubits can accommodate more logical qubits than when it has to devote its three physical qubits for each logical qubit. The functional correctness of the proposed architecture is evaluated through the Qiskit tool and stabilizer generators. Moreover, the fidelity of input and output quantum states, the complexity of the proposed designs, and the dependency between error probability and correctness of the proposed architecture are analyzed to prove its effectiveness.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングを有望な技術とする量子コンピューティングは、古典的計算が非効率な複雑なシナリオに対して決定論的アプローチではなく確率論的手法を利用することができる。 どちらの問題にも対処するため,3つの量子処理ユニット(QPU)にまたがる3つの物理量子ビットを用いて論理量子ビットを形成する,新しい量子ビットベースの分散量子誤差補正(DQEC)アーキテクチャを提案する。 本稿では,3つのQPUが協調して1ビットフリップと位相フリップの誤差を適切に解決できる量子状態を生成する方法について述べる。 提案したアーキテクチャでは、論理量子ビットを形成するために必要な量子ビットの数を減らすことで、各QPUの物理量子ビット数は、各論理量子ビットに対して3つの物理量子ビットを割り当てる場合よりも、より論理量子ビットに対応することができる。 提案アーキテクチャの機能的正しさは,Qiskitツールと安定化器ジェネレータを用いて評価する。 さらに,入力および出力量子状態の忠実度,提案設計の複雑さ,および提案アーキテクチャの誤り確率と正しさの依存性を分析し,その妥当性を検証した。

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