論文の概要: Detrimental non-Markovian errors for surface code memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.23779v1
• Date: Thu, 31 Oct 2024 09:52:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-01 17:01:19.704400
• Title: Detrimental non-Markovian errors for surface code memory
• Title（参考訳）: 表面符号メモリにおけるデトリメンタルな非マルコフ誤差
• Authors: John F Kam, Spiro Gicev, Kavan Modi, Angus Southwell, Muhammad Usman,
• Abstract要約: 非マルコフ相関誤差の構造とそれらの表面コードメモリ性能への影響について検討する。 解析の結果、時間的相関構造はすべて有害な構造ではないが、特定の構造、特にマルチタイムの「不安定な」相関は、論理的誤り率のスケーリングを著しく低下させることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5490714603843316
• License:
• Abstract: The realization of fault-tolerant quantum computers hinges on effective quantum error correction protocols, whose performance significantly relies on the nature of the underlying noise. In this work, we directly study the structure of non-Markovian correlated errors and their impact on surface code memory performance. Specifically, we compare surface code performance under non-Markovian noise and independent circuit-level noise, while keeping marginal error rates constant. Our analysis shows that while not all temporally correlated structures are detrimental, certain structures, particularly multi-time "streaky" correlations affecting syndrome qubits and two-qubit gates, can severely degrade logical error rate scaling. Furthermore, we discuss our results in the context of recent quantum error correction experiments on physical devices. These findings underscore the importance of understanding and mitigating non-Markovian noise toward achieving practical, fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子コンピュータの実現は、基礎となるノイズの性質に大きく依存する効果的な量子エラー補正プロトコルに依存している。 本研究では,非マルコフ相関誤差の構造と,その表面コードメモリ性能への影響を直接研究する。 具体的には,非マルコフ雑音と独立回路レベルの雑音下での表面符号性能を比較し,誤差率を一定に保ちながら比較する。 解析の結果、時間的相関構造はすべて有害であるわけではないが、特定の構造、特にシンドロームキュービットと2キュービットゲートに影響を及ぼすマルチタイムの「ストレキー」相関は、論理的誤り率のスケーリングを著しく低下させることが示唆された。 さらに,最近の物理デバイスにおける量子誤り訂正実験の文脈において,本研究の結果について考察する。 これらの知見は、実用的でフォールトトレラントな量子コンピューティングの実現に向けて、非マルコフノイズの理解と緩和の重要性を浮き彫りにしている。

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