論文の概要: Measurement-free, scalable and fault-tolerant universal quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.13568v1
• Date: Thu, 17 Oct 2024 14:04:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-18 13:19:14.482861
• Title: Measurement-free, scalable and fault-tolerant universal quantum computing
• Title（参考訳）: 計測不要でスケーラブルでフォールトトレラントな普遍量子コンピューティング
• Authors: Friederike Butt, David F. Locher, Katharina Brechtelsbauer, Hans Peter Büchler, Markus Müller,
• Abstract要約: 本稿では,アルゴリズム実行時の測定を必要とせず,フォールトトレラントな普遍量子コンピューティングのための完全なツールボックスを提案する。 我々は、2Dと3Dのカラーコード間で符号化情報を転送するための新しいフォールトトレラントで計測不要なプロトコルを開発した。 我々の測定不要なアプローチは、最先端の量子プロセッサ上での普遍量子コンピューティングのための実用的でスケーラブルな経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2600261666440378
• License:
• Abstract: Reliable execution of large-scale quantum algorithms requires robust underlying operations and this challenge is addressed by quantum error correction (QEC). Most modern QEC protocols rely on measurements and feed-forward operations, which are experimentally demanding, and often slow and prone to high error rates. Additionally, no single error-correcting code intrinsically supports the full set of logical operations required for universal quantum computing, resulting in an increased operational overhead. In this work, we present a complete toolbox for fault-tolerant universal quantum computing without the need for measurements during algorithm execution by combining the strategies of code switching and concatenation. To this end, we develop new fault-tolerant, measurement-free protocols to transfer encoded information between 2D and 3D color codes, which offer complementary and in combination universal sets of robust logical gates. We identify experimentally realistic regimes where these protocols surpass state-of-the-art measurement-based approaches. Moreover, we extend the scheme to higher-distance codes by concatenating the 2D color code with itself and by integrating code switching for operations that lack a natively fault-tolerant implementation. Our measurement-free approach thereby provides a practical and scalable pathway for universal quantum computing on state-of-the-art quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子アルゴリズムの信頼性の高い実行には、ロバストな基礎的な操作が必要であり、この課題は量子エラー補正(QEC)によって解決される。 現代のQECプロトコルの多くは測定とフィードフォワード操作に依存しており、これは実験的に要求され、しばしばエラー率が高くなる。 さらに、単一のエラー訂正コードは本質的に普遍量子コンピューティングに必要な論理演算の完全なセットをサポートしておらず、結果として運用上のオーバーヘッドが増大する。 本研究では,コードスイッチングと結合の戦略を組み合わせることで,アルゴリズム実行中の測定を必要とせず,フォールトトレラントな普遍量子コンピューティングのための完全なツールボックスを提案する。 そこで我々は,2次元と3次元のカラーコード間で符号化された情報を伝達する,フォールトトレラントで計測不要な新しいプロトコルを開発した。 我々は、これらのプロトコルが最先端の計測に基づくアプローチを超越した、実験的に現実的なレジームを同定する。 さらに、2Dカラーコードとそれ自身を連結し、ネイティブにフォールトトレラントな実装に欠ける操作にコード切替を統合することで、高距離コードに拡張する。 したがって、我々の測定不要なアプローチは、最先端の量子プロセッサ上での普遍的な量子コンピューティングのための実用的でスケーラブルな経路を提供する。

関連論文リスト

• Low-overhead fault-tolerant quantum computation by gauging logical operators [0.7673339435080445]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-03T05:04:12Z)
• Algorithmic Fault Tolerance for Fast Quantum Computing [37.448838730002905]
  本研究では,幅広い種類の量子コードに対して,一定の時間オーバーヘッドでフォールトトレラントな論理演算を実行できることを示す。 理想的な測定結果分布からの偏差をコード距離で指数関数的に小さくできることを示す。 我々の研究は、フォールトトレランスの理論に新たな光を当て、実用的なフォールトトレラント量子計算の時空間コストを桁違いに削減する可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-25T15:43:25Z)
• Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum Circuits [84.60542868688235]
  量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。 パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。 繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z)
• Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
  本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。 我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z)
• Fault-Tolerant Code Switching Protocols for Near-Term Quantum Processors [0.0]
  トップカラーコードは、フォールトトレラント量子コンピューティングの有望な候補として広く認められている。 トップカラー符号は、T-次元においてT-ゲートが欠落し、H-ゲートが3-次元の場合、普遍ゲートセット$$H, T, C$$を提供することができる。 我々は,2次元および3次元距離3色符号に対するリソース最適化決定性および非決定性符号切替プロトコルを構築した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-30T14:16:52Z)
• Modular decoding: parallelizable real-time decoding for quantum computers [55.41644538483948]
  リアルタイム量子計算は、ノイズの多い量子ハードウェアによって生成されたデータのストリームから論理的な結果を取り出すことができる復号アルゴリズムを必要とする。 本稿では,デコーディングの精度を犠牲にすることなく,最小限の追加通信でこの問題に対処できるモジュールデコーディングを提案する。 本稿では,格子探索型耐故障ブロックのモジュールデコーディングの具体例であるエッジ頂点分解について紹介する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-08T19:26:10Z)
• Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
  量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。 本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。 提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z)
• Applying the Quantum Error-correcting Codes for Fault-tolerant Blind Quantum Computation [33.51070104730591]
  ブラインド量子計算(Blind Quantum Computation、BQC)は、クライアントが望まれる量子計算を実装するためにリモート量子サーバをレンタルするプロトコルである。 本稿では,量子誤り訂正符号を用いたフォールトトレラントブラインド量子計算プロトコルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-05T08:52:55Z)
• Transversal Injection: A method for direct encoding of ancilla states for non-Clifford gates using stabiliser codes [55.90903601048249]
  非クリフォードゲートのこのオーバーヘッドを低減するためのプロトコルを導入する。 予備的な結果は、より広い距離で高品質な忠実さを示唆している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-18T06:03:10Z)
• Fault-tolerant circuit synthesis for universal fault-tolerant quantum computing [0.0]
  幾何学的符号に基づく普遍的フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための量子回路合成アルゴリズムを提案する。 我々は、一般的なフォールトトレラントプロトコルのセットを$[[[7,1,3]]$ Steaneコードで合成する方法と、症候群測定プロトコルを$[[23, 1, 7]$ Golayコードで合成する方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-06T15:43:36Z)
• Deterministic correction of qubit loss [48.43720700248091]
  量子ビットの損失は、大規模かつフォールトトレラントな量子情報プロセッサに対する根本的な障害の1つである。 トポロジカル曲面符号の最小インスタンスに対して、量子ビット損失検出と補正の完全なサイクルの実装を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-21T19:48:53Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。