論文の概要: Correction of circuit faults in a stacked quantum memory using rank-metric codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09173v1
• Date: Thu, 14 Nov 2024 04:19:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:23:27.734417
• Title: Correction of circuit faults in a stacked quantum memory using rank-metric codes
• Title（参考訳）: ランクメトリック符号を用いた集積量子メモリにおける回路欠陥の補正
• Authors: Nicolas Delfosse, Gilles Zémor,
• Abstract要約: マルチキュービットセルを用いたスタック型量子メモリのモデルを提案する。 我々は、ランクメトリック符号を量子設定に一般化することにより、このモデルのための量子誤り訂正符号を設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.996171129586733
• License:
• Abstract: We introduce a model for a stacked quantum memory made with multi-qubit cells, inspired by multi-level flash cells in classical solid-state drive, and we design quantum error correction codes for this model by generalizing rank-metric codes to the quantum setting. Rank-metric codes are used to correct faulty links in classical communication networks. We propose a quantum generalization of Gabidulin codes, which is one of the most popular family of rank-metric codes, and we design a protocol to correct faults in Clifford circuits applied to a stacked quantum memory based on these codes. We envision potential applications to the optimization of stabilizer states and magic states factories, and to variational quantum algorithms. Further work is needed to make this protocol practical. It requires a hardware platform capable of hosting multi-qubit cells with low crosstalk between cells, a fault-tolerant syndrome extraction circuit for rank-metric codes and an associated efficient decoder.
• Abstract（参考訳）: 我々は,従来のソリッドステートドライブにおけるマルチレベルフラッシュセルにインスパイアされた,マルチキュービットセルを用いた積層量子メモリのモデルを導入し,ランクメトリック符号を量子設定に一般化することにより,このモデルのための量子誤り訂正符号を設計する。 ランクメトリック符号は、古典的な通信ネットワークにおける欠陥リンクの修正に使用される。 我々は、ランクメトリック符号の最も一般的なファミリーの一つであるガビデュリン符号の量子一般化を提案し、これらの符号に基づいて重畳された量子メモリに適用されたクリフォード回路の故障を修正するためのプロトコルを設計する。 我々は、安定化状態とマジックステートファクトリーの最適化、および変分量子アルゴリズムへの潜在的な応用を想定する。 このプロトコルを実用的なものにするためには、さらなる作業が必要である。 それは、セル間のクロストークが低いマルチキュービットセルをホストできるハードウェアプラットフォーム、ランクメトリックコードのためのフォールトトレラントシンドローム抽出回路、およびそれに関連する効率的なデコーダを必要とする。

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