論文の概要: Enhanced Fault-tolerance in Photonic Quantum Computing: Comparing the Honeycomb Floquet Code and the Surface Code in Tailored Architecture
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.07065v2
- Date: Tue, 23 Sep 2025 16:49:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-24 20:41:27.367832
- Title: Enhanced Fault-tolerance in Photonic Quantum Computing: Comparing the Honeycomb Floquet Code and the Surface Code in Tailored Architecture
- Title（参考訳）: フォトニック量子コンピューティングにおけるフォールトトレランスの強化--Honeycomb Floquet Code と Surface Code の比較-
- Authors: Théo Dessertaine, Boris Bourdoncle, Aurélie Denys, Grégoire de Gliniasty, Pierre Colonna d'Istria, Gerard Valentí-Rojas, Shane Mansfield, Paul Hilaire,
- Abstract要約: 本稿では、スピン光学量子コンピューティングアーキテクチャに実装された2つの量子誤り訂正符号の比較研究を行う。
本手法では,ハニカムフロッケコードによる損失しきい値の6.3%を,従来のアーキテクチャで得られた損失しきい値の約2倍の精度で達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Fault-tolerant quantum computing is crucial for realizing large-scale quantum computation, and the interplay between hardware architecture and quantum error-correcting codes is a key consideration. We present a comparative study of two quantum error-correcting codes - the surface code and the honeycomb Floquet code - implemented on the spin-optical quantum computing architecture, either with controlled-Z operations or with direct parity measurements. This allows for a direct comparison of the codes using consistent noise models. Notably, we achieve a loss threshold of 6.3% with the honeycomb Floquet code implemented on our tailored architecture, almost twice as high as the loss threshold obtained with the surface code on the previous architecture, all the while requiring less physical qubits. This finding is particularly significant given that photon loss is the primary source of errors in photon-mediated quantum computing. Moreover, we benchmark the general performances of the two codes in a multi-error setting by computing the volume of the fault-tolerant region, and show that the fault-tolerant region of the honeycomb code is over twice as large as that of the surface code.
- Abstract（参考訳）: 大規模量子計算の実現にはフォールトトレラントな量子コンピューティングが不可欠であり、ハードウェアアーキテクチャと量子エラー訂正符号との相互作用が重要な考慮事項である。
本稿では、スピン光学量子コンピューティングアーキテクチャ上で実装された2つの量子誤り訂正符号(表面符号とハニカムフロッケ符号)を、制御Z演算または直接パリティ測定で比較検討する。
これにより、一貫したノイズモデルを使用してコードを直接比較することができる。
特に,本アーキテクチャで実装したハニカムフロッケ符号の損失閾値は,従来のアーキテクチャで得られた損失閾値の約2倍であり,物理量子ビットの削減を図っている。
この発見は、光子を介する量子コンピューティングにおいて、光子損失がエラーの主な原因であることを考えると、特に重要である。
さらに, 耐故障領域の容積を計算することで, マルチエラー環境での2つの符号の一般的な性能をベンチマークし, ハニカム符号の耐故障領域が表面符号の2倍以上であることを示す。
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