論文の概要: Kerr-cat Qubit Operations Below the Fault-tolerant Threshold
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.04442v2
- Date: Tue, 08 Apr 2025 22:54:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-10 13:04:10.235530
- Title: Kerr-cat Qubit Operations Below the Fault-tolerant Threshold
- Title（参考訳）: フォールトトレラント閾値以下でのKerr-cat量子演算
- Authors: Bingcheng Qing, Ahmed Hajr, Ke Wang, Gerwin Koolstra, Long B. Nguyen, Jordan Hines, Irwin Huang, Bibek Bhandari, Zahra Padramrazi, Larry Chen, Ziqi Kang, Christian Jünger, Noah Goss, Nikitha Jain, Hyunseong Kim, Kan-Heng Lee, Akel Hashim, Nicholas E. Frattini, Justin Dressel, Andrew N. Jordan, David I. Santiago, Irfan Siddiqi,
- Abstract要約: 量子システムのノイズは、量子情報処理の進歩を妨げる。
ノイズバイアス量子ビットは比較的高い誤差閾値を示し、フォールトトレランスを達成するための有望なプラットフォームとなる。
ここでは、スケーラブルな平面超伝導回路において、Schr"odinger cat状態を利用して、高忠実な単一量子ビットの量子演算を徹底的に特徴づける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4812736095876513
- License:
- Abstract: The ubiquitous noise in quantum system hinders the advancement of quantum information processing and has driven the emergence of different quantum error correction protocols. Among them, quantum error correction codes tailored for noise-biased qubits exhibit comparatively high error thresholds, making them a promising platform to achieve fault-tolerance. Nevertheless, their quantum operations are challenging and the demonstration of their performance beyond the fault-tolerant threshold remains incomplete. Here, we leverage Schr\"odinger cat states in scalable planar superconducting circuits to thoroughly characterize the high-fidelity single-qubit quantum operations on noise-biased qubits with systematic quantum tomography and benchmarking tools, demonstrating their state-of-the-art performance beyond the fault-tolerant threshold of the surface code. These results thus embody a transformative milestone in the exploration of quantum systems with structured noises. Notably, our framework is extensible to other structured-noise systems, paving the way for systematic characterization and validation of novel quantum platforms with structured noise.
- Abstract（参考訳）: 量子システムにおけるユビキタスノイズは、量子情報処理の進歩を妨げ、異なる量子エラー訂正プロトコルの出現を促している。
中でもノイズバイアス量子ビットに適した量子誤り訂正符号は比較的高い誤差閾値を示しており、フォールトトレランスを達成するための有望なプラットフォームとなっている。
しかし、それらの量子演算は困難であり、耐故障しきい値を超える性能の実証はいまだに不完全である。
ここでは、スケーラブルな平面超伝導回路におけるSchr\"odinger cat状態を利用して、ノイズバイアス量子ビット上の高忠実な単一量子ビット演算を、システマティックな量子トモグラフィとベンチマークツールで完全に特徴付け、表面符号のフォールトトレラントしきい値を超えた彼らの最先端性能を実証する。
これらの結果は、構造的なノイズを持つ量子系の探索において、変革的なマイルストーンを具現化している。
特に、我々のフレームワークは他の構造化ノイズシステムにも拡張可能であり、構造化ノイズを持つ新しい量子プラットフォームを体系的に評価し、検証するための道を開いた。
関連論文リスト
- Robust Quantum Gates against Correlated Noise in Integrated Quantum Chips [11.364693110852738]
超伝導量子回路におけるロバスト量子ゲートの実験的実現について報告する。
我々の研究は、ノイズ耐性複素量子回路を実現するための汎用的なツールボックスを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-03T16:12:35Z) - Fault-tolerant quantum architectures based on erasure qubits [49.227671756557946]
我々は、支配的なノイズを既知の場所での消去に効率よく変換することで、消去量子ビットの考え方を利用する。
消去量子ビットと最近導入されたFloquet符号に基づくQECスキームの提案と最適化を行う。
以上の結果から, 消去量子ビットに基づくQECスキームは, より複雑であるにもかかわらず, 標準手法よりも著しく優れていることが示された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-21T17:40:18Z) - Leveraging hardware-control imperfections for error mitigation via
generalized quantum subspace [0.8399688944263843]
完全フォールトトレランスのない量子コンピューティングの時代には、量子エラー緩和技術を通じてノイズ効果を抑え、量子デバイスの計算能力を高めることが不可欠である。
最も効果的なノイズ非依存誤差緩和スキームの1つは、一般化量子部分空間展開(GSE)法である。
本稿では,異なるノイズレベルを持つ量子状態のコピーを用いた誤り緩和量子状態を構成するフォールト・サブスペース法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-14T07:01:30Z) - Probabilistic error cancellation with sparse Pauli-Lindblad models on
noisy quantum processors [0.7299729677753102]
本稿では,大規模量子デバイスに相関するノイズやスケールを捕捉できるスパースノイズモデルを学習し,逆転するプロトコルを提案する。
これらの進歩により、クロストークエラーを伴う超伝導量子プロセッサ上でのPECの実証が可能となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-24T18:40:43Z) - Measuring NISQ Gate-Based Qubit Stability Using a 1+1 Field Theory and
Cycle Benchmarking [50.8020641352841]
量子ハードウェアプラットフォーム上でのコヒーレントエラーを, サンプルユーザアプリケーションとして, 横フィールドIsing Model Hamiltonianを用いて検討した。
プロセッサ上の物理位置の異なる量子ビット群に対する、日中および日中キュービット校正ドリフトと量子回路配置の影響を同定する。
また,これらの測定値が,これらの種類の誤差をよりよく理解し,量子計算の正確性を評価するための取り組みを改善する方法についても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-08T23:12:55Z) - Characterizing quantum instruments: from non-demolition measurements to
quantum error correction [48.43720700248091]
量子情報処理では、量子演算はしばしば古典的なデータをもたらす測定とともに処理される。
非単位の動的プロセスは、一般的な量子チャネルの記述が時間進化を記述するのに失敗するシステムで起こりうる。
量子測定は古典的な出力と測定後の量子状態の両方を計測するいわゆる量子機器によって正しく扱われる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-13T18:00:13Z) - Achieving fault tolerance against amplitude-damping noise [1.7289359743609742]
我々は,振幅減衰雑音の存在下で,フォールトトレラントな量子コンピューティングコンポーネントのプロトコルを開発する。
フォールトトレラントなエンコードガジェットの集合を記述し、ノイズの擬似閾値を計算する。
我々の研究は、量子フォールトトレランスのアイデアをターゲット雑音モデルに適用する可能性を実証している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-12T14:59:54Z) - Direct Quantum Communications in the Presence of Realistic Noisy
Entanglement [69.25543534545538]
本稿では,現実的な雑音に依拠する新しい量子通信方式を提案する。
性能分析の結果,提案手法は競争力のあるQBER, 利得, 利得を提供することがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-22T13:06:12Z) - Crosstalk Suppression for Fault-tolerant Quantum Error Correction with
Trapped Ions [62.997667081978825]
本稿では、電波トラップで閉じ込められた1本のイオン列をベースとした量子計算アーキテクチャにおけるクロストーク誤差の研究を行い、個別に調整されたレーザービームで操作する。
この種の誤差は、理想的には、異なるアクティブな量子ビットのセットで処理される単一量子ゲートと2量子ビットの量子ゲートが適用されている間は、未修正のままであるオブザーバー量子ビットに影響を及ぼす。
我々は,第1原理からクロストーク誤りを微視的にモデル化し,コヒーレント対非コヒーレントなエラーモデリングの重要性を示す詳細な研究を行い,ゲートレベルでクロストークを積極的に抑制するための戦略について議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T14:20:40Z) - Efficient and robust certification of genuine multipartite entanglement
in noisy quantum error correction circuits [58.720142291102135]
実効多部絡み(GME)認証のための条件付き目撃手法を導入する。
線形な二分割数における絡み合いの検出は, 多数の測定値によって線形にスケールし, GMEの認証に十分であることを示す。
本手法は, 距離3の位相的カラーコードとフラグベースの耐故障バージョンにおける安定化作用素の雑音可読化に適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-06T18:00:07Z) - Demonstration of non-Markovian process characterisation and control on a
quantum processor [0.0]
非マルコフノイズは量子技術の進歩に深刻な課題をもたらす。
量子系における非マルコフ力学を特徴づける枠組みを開発する。
以上の結果から, この特性化手法は, より優れた量子制御とコヒーレンス時間の拡張につながることが示された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-29T08:29:29Z)
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。