論文の概要: Low-overhead fault-tolerant quantum computation by gauging logical operators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.02213v1
• Date: Thu, 3 Oct 2024 05:04:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-04 07:55:57.354410
• Title: Low-overhead fault-tolerant quantum computation by gauging logical operators
• Title（参考訳）: 論理演算子を用いた低オーバーヘッドフォールトトレラント量子計算
• Authors: Dominic J. Williamson, Theodore J. Yoder,
• Abstract要約: 近年の進歩により、少ない接続要件と一定量子ビットオーバーヘッドを持つ量子エラー訂正符号が明らかになった。 フォールトトレラントな論理測度の既存のスキームは、常に低量子ビットオーバーヘッドを達成するとは限らない。 本稿では、量子誤り訂正符号において、論理演算子を対称性として扱い、それをゲージすることで、フォールトトレラントな論理測定を実現する低オーバーヘッド法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7673339435080445
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computation must be performed in a fault-tolerant manner to be realizable in practice. Recent progress has uncovered quantum error-correcting codes with sparse connectivity requirements and constant qubit overhead. Existing schemes for fault-tolerant logical measurement do not always achieve low qubit overhead. Here we present a low-overhead method to implement fault-tolerant logical measurement in a quantum error-correcting code by treating the logical operator as a symmetry and gauging it. The gauging measurement procedure introduces a high degree of flexibility that can be leveraged to achieve a qubit overhead that is linear in the weight of the operator being measured up to a polylogarithmic factor. This flexibility also allows the procedure to be adapted to arbitrary quantum codes. Our results provide a new, more efficient, approach to performing fault-tolerant quantum computation, making it more tractable for near-term implementation.
• Abstract（参考訳）: 量子計算は、実際に実現可能なフォールトトレラントな方法で実行されなければならない。 近年の進歩により、少ない接続要件と一定量子ビットオーバーヘッドを持つ量子エラー訂正符号が明らかになった。 フォールトトレラントな論理測度の既存のスキームは、常に低量子ビットオーバーヘッドを達成するとは限らない。 ここでは、量子誤り訂正符号において、論理演算子を対称性として扱い、それをゲージすることで、フォールトトレラントな論理測度を実装するための低オーバーヘッド法を提案する。 ゲージング測定手順は、多対数係数まで測定される演算子の重みで線形であるキュービットオーバーヘッドを達成するために活用できる高い柔軟性を導入する。 この柔軟性により、任意の量子コードにプロシージャを適用できる。 この結果から,フォールトトレラントな量子計算を行うための新しい,より効率的なアプローチが得られた。

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