論文の概要: Hardware-Efficient Fault Tolerant Quantum Computing with Bosonic Grid States in Superconducting Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05813v1
• Date: Mon, 9 Sep 2024 17:20:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-10 13:46:22.161724
• Title: Hardware-Efficient Fault Tolerant Quantum Computing with Bosonic Grid States in Superconducting Circuits
• Title（参考訳）: 超伝導回路におけるボソニックグリッド状態を用いたハードウェア効率の良いフォールトトレラント量子コンピューティング
• Authors: Marc-Antoine Lemonde, Dany Lachance-Quirion, Guillaume Duclos-Cianci, Nicholas E. Frattini, Florian Hopfmueller, Chloe Gauvin-Ndiaye, Julien Camirand-Lemyre, Philippe St-Jean,
• Abstract要約: この観点の原稿は、ボソニックなコード、特にグリッド状態のエンコーディングが、スケーラブルなフォールトトレラント量子コンピューティングへの経路を提供する方法を記述している。 ボソニックモードのヒルベルト空間を利用することで、量子誤差補正は単一の物理単位レベルで動作することができる。 論理クロックレートがMHzのゲートベースの量子コンピューティングプロセッサにおいて,フォールトトレランスを達成するための最短経路である,と我々は主張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing holds the promise of solving classically intractable problems. Enabling this requires scalable and hardware-efficient quantum processors with vanishing error rates. This perspective manuscript describes how bosonic codes, particularly grid state encodings, offer a pathway to scalable fault-tolerant quantum computing in superconducting circuits. By leveraging the large Hilbert space of bosonic modes, quantum error correction can operate at the single physical unit level, therefore reducing drastically the hardware requirements to bring fault-tolerant quantum computing to scale. Going beyond the well-known Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) code, we discuss how using multiple bosonic modes to encode a single qubit offers increased protection against control errors and enhances its overall error-correcting capabilities. Given recent successful demonstrations of critical components of this architecture, we argue that it offers the shortest path to achieving fault tolerance in gate-based quantum computing processors with a MHz logical clock rate.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは古典的に難解な問題を解くという約束を持っている。 これを実現するには、スケーラブルでハードウェア効率のよい量子プロセッサが必要である。 この観点の原稿は、超伝導回路において、ボソニック符号、特にグリッド状態符号化がスケーラブルなフォールトトレラント量子コンピューティングへの経路を提供する方法について記述している。 ボソニックモードのヒルベルト空間を利用することで、量子エラー補正は単一の物理単位レベルで動作することができるため、フォールトトレラントな量子コンピューティングをスケールさせるためにハードウェア要件を大幅に削減できる。 有名なGottesman-Kitaev-Preskill (GKP) コードを超えて、単一キュービットを符号化するために複数のボソニックモードを用いることで、制御エラーに対する保護が強化され、全体的なエラー訂正能力が向上する方法について論じる。 近年、このアーキテクチャの重要なコンポーネントの実証が成功していることから、MHz論理クロックレートのゲートベースの量子コンピューティングプロセッサにおいて、フォールトトレランスを達成するための最短経路を提供すると論じている。

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