論文の概要: Error-mitigated initialization of surface codes with non-Pauli stabilizers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.06407v2
- Date: Sat, 16 Nov 2024 03:23:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-19 14:28:46.717419
- Title: Error-mitigated initialization of surface codes with non-Pauli stabilizers
- Title（参考訳）: 非パウリ安定化器を用いた表面符号の誤り緩和初期化
- Authors: Zhi-Cheng He, Zheng-Yuan Xue,
- Abstract要約: 非パウリ安定化器を組み込むことにより,従来の曲面符号の性能を向上させる。
格子手術法を用いて,非パウリ基底とパウリ基底の論理量子ビットを絡み合わせる能力を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5688934168773208
- License:
- Abstract: Quantum error correction represents a significant milestone in large-scale quantum computing, with the surface code being a prominent strategy due to its high error threshold and experimental feasibility. However, it is challenging to implement non-Clifford logical gates in a fault-tolerant way with low overhead, through the conventional magic state distillation technique. Here, we enhance the performance of the conventional surface code by incorporating non-Pauli stabilizers and introduce two innovative initialization protocols. Our approach enhances the fidelity of the initialization of non-Clifford logical state by avoiding unprotected operations before the encoding process. This improved fidelity of the initialization of non-Clifford logical states reduces the necessary number of logical qubits for precise state distillation, ultimately decreasing the overall resource overhead. Furthermore, we demonstrate the ability to entangle logical qubits in non-Pauli and Pauli bases via the lattice surgery technique. This integration enables the use of Pauli-based surface codes for computation while non-Pauli codes are employed for auxiliary qubit initialization, thus compatible with the conventional wisdom of logical Clifford operation based on the Pauli-based surface code.
- Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正は、大規模な量子コンピューティングにおいて重要なマイルストーンであり、表面コードはその高いエラー閾値と実験的実現性のために顕著な戦略である。
しかし,従来のマジックステート蒸留技術により,非クリフォード論理ゲートを低オーバーヘッドで耐故障性に実装することは困難である。
ここでは,非パウリ安定化器を組み込むことにより,従来の曲面符号の性能を向上させるとともに,革新的な初期化プロトコルを2つ導入する。
提案手法は,非クリフォード論理状態の初期化の忠実性を高める。
これにより、非クリフォード論理状態の初期化の忠実性が向上し、正確な状態蒸留に必要な論理量子ビット数が減少し、最終的に全体の資源オーバーヘッドが減少する。
さらに,非パウリ基底とパウリ基底の論理量子ビットを格子手術法により絡み合わせる能力を示す。
この統合により、パウリをベースとしたサーフェス符号を計算に使用でき、非パウリ符号を補助量子ビット初期化に使用することで、パウリをベースとしたサーフェス符号に基づく論理クリフォード演算の従来の知恵と互換性がある。
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