論文の概要: Hybrid cat-transmon architecture for scalable, hardware-efficient quantum error correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.23363v1
- Date: Wed, 30 Oct 2024 18:10:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-01 17:01:31.363163
- Title: Hybrid cat-transmon architecture for scalable, hardware-efficient quantum error correction
- Title（参考訳）: スケーラブルでハードウェア効率の良い量子誤り訂正のためのハイブリッドキャットトランスモンアーキテクチャ
- Authors: Connor T. Hann, Kyungjoo Noh, Harald Putterman, Matthew H. Matheny, Joseph K. Iverson, Michael T. Fang, Christopher Chamberland, Oskar Painter, Fernando G. S. L. Brandão,
- Abstract要約: 本研究では,ハイブリッドキャットトランスモン量子コンピューティングアーキテクチャの長期的展望について検討する。
消散性猫量子ビットはデータ量子ビットの役割を担い、エラーシンドロームはアシラリートランスモン量子ビットを用いて測定される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.49461339690516
- License:
- Abstract: Dissipative cat qubits are a promising physical platform for quantum computing, since their large noise bias can enable more hardware-efficient quantum error correction. In this work we theoretically study the long-term prospects of a hybrid cat-transmon quantum computing architecture where dissipative cat qubits play the role of data qubits, and error syndromes are measured using ancillary transmon qubits. The cat qubits' noise bias enables more hardware-efficient quantum error correction, and the use of transmons allows for practical, high-fidelity syndrome measurement. While correction of the dominant cat Z errors with a repetition code has recently been demonstrated in experiment, here we show how the architecture can be scaled beyond a repetition code. In particular, we propose a cat-transmon entangling gate that enables the correction of residual cat X errors in a thin rectangular surface code, so that logical error can be arbitrarily suppressed by increasing code distance. We numerically estimate logical memory performance, finding significant overhead reductions in comparison to architectures without biased noise. For example, with current state-of-the-art coherence, physical error rates of $10^{-3}$ and noise biases in the range $10^{3} - 10^{4}$ are achievable. With this level of performance, the qubit overhead required to reach algorithmically-relevant logical error rates with the cat-transmon architecture matches that of an unbiased-noise architecture with physical error rates in the range $10^{-5} - 10^{-4}$.
- Abstract（参考訳）: 消散性猫量子ビットは、大きなノイズバイアスがよりハードウェア効率のよい量子エラー補正を可能にするため、量子コンピューティングのための有望な物理プラットフォームである。
本研究では,散逸性猫量子ビットがデータ量子ビットの役割を担うハイブリッドキャット-トランモン量子コンピューティングアーキテクチャの長期的展望を理論的に検討し,アシラリートランスモン量子ビットを用いて誤差シンドロームを測定する。
猫量子ビットのノイズバイアスは、よりハードウェア効率のよい量子エラー補正を可能にし、トランスモンの使用は実用的な高忠実性症候群測定を可能にする。
繰り返しコードによる支配的な猫Zエラーの補正が最近実験で実証されているが、ここでは、繰り返しコードを超えてアーキテクチャをどのように拡張できるかを示す。
特に,極薄長方形曲面符号における残留猫X誤差の補正を可能にするキャットトランスモンエンタングゲートを提案し,符号距離を増大させることで論理誤差を任意に抑制することができる。
我々は論理記憶性能を数値的に推定し、バイアスノイズのないアーキテクチャと比較してかなりのオーバヘッド削減を見出した。
例えば、現在の最先端コヒーレンスでは、10^{-3}$の物理誤差率と10^{3} - 10^{4}$の範囲のノイズバイアスが達成可能である。
このレベルの性能では、アルゴリズムで関連する論理的エラー率に達するのに必要なキュービットオーバーヘッドは、10^{-5} - 10^{-4}$の範囲の物理的エラー率を持つ非バイアス付きノイズアーキテクチャのそれと一致する。
関連論文リスト
- Hardware-efficient quantum error correction using concatenated bosonic qubits [41.6475446744259]
量子コンピュータは、論理量子ビットが多くのノイズの多い物理量子ビットで冗長に符号化される量子エラー補正を組み込む必要がある。
ここでは、マイクロファブリケート超伝導量子回路を用いて、符号化されたボソニックキャット量子ビットの連結から形成される論理量子ビットメモリを実現する。
論理量子ビットメモリの性能とスケーリングについて検討し,位相フリップ補正繰り返し符号がしきい値以下で動作していることを見出した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-19T18:00:53Z) - High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory [4.91491092996493]
符号化率の高いLDPC符号群に基づくエンドツーエンドの量子誤り訂正プロトコルを提案する。
12個の論理量子ビットを288個の物理量子ビットを用いて100万回近くのシンドロームサイクルで保存できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-15T17:55:12Z) - 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) - Quantum computation on a 19-qubit wide 2d nearest neighbour qubit array [59.24209911146749]
本稿では,1次元に制約された量子ビット格子の幅と物理閾値の関係について検討する。
我々は、表面コードを用いた最小レベルのエンコーディングでエラーバイアスを設計する。
このバイアスを格子サージャリングサーフェスコードバスを用いて高レベルなエンコーディングで処理する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-03T06:16:07Z) - Quantum error correction with dissipatively stabilized squeezed cat
qubits [68.8204255655161]
本研究では, 散逸安定化された猫量子ビットの誤差補正性能について検討し, 解析を行った。
その結果, ビットフリップ誤り率の適度なスキューズでは, 位相フリップ率を一定に保ちながら, 通常のキャットキュービットに比べて有意に低下することがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-24T16:02:20Z) - Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit [147.2624260358795]
複数のコードサイズにわたる論理量子ビット性能のスケーリングの測定について報告する。
超伝導量子ビット系は、量子ビット数の増加による追加誤差を克服するのに十分な性能を有する。
量子誤り訂正は量子ビット数が増加するにつれて性能が向上し始める。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-13T18:00:02Z) - Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline
earth Rydberg atom arrays [3.575043595126111]
本稿では,物理誤差を消去に変換する171ドルYb中性原子量子ビットに対して,量子ビット符号化とゲートプロトコルを提案する。
エラーの98%を消去に変換できると見積もっている。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-10T18:56:31Z) - Fault-tolerant multiqubit geometric entangling gates using photonic
cat-state qubits [0.8024702830680637]
フォトニックキャット状態量子ビットを用いた多ビット幾何ゲートの実装に関する理論的プロトコルを提案する。
これらのキャットステート量子ビットは、ハードウェア効率の良い普遍量子コンピューティングに期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-10T03:04:32Z) - Exponential suppression of bit or phase flip errors with repetitive
error correction [56.362599585843085]
最先端の量子プラットフォームは通常、物理的エラーレートが10～3ドル近くである。
量子誤り訂正(QEC)は、多くの物理量子ビットに量子論理情報を分散することで、この分割を橋渡しすることを約束する。
超伝導量子ビットの2次元格子に埋め込まれた1次元繰り返し符号を実装し、ビットまたは位相フリップ誤差の指数的抑制を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-11T17:11:20Z) - Building a fault-tolerant quantum computer using concatenated cat codes [44.03171880260564]
本稿では,外部量子誤り訂正符号を用いた猫符号に基づくフォールトトレラント量子コンピュータを提案する。
我々は、外符号が繰り返し符号か薄い矩形曲面符号である場合、量子誤差補正を数値的にシミュレートする。
約1,000の超伝導回路部品で、フォールトトレラントな量子コンピュータを構築することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-07T23:22:40Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z)
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。