論文の概要: Optimal State Preparation for Logical Arrays on Zoned Neutral Atom Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09738v1
• Date: Thu, 14 Nov 2024 19:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-18 15:37:23.667389
• Title: Optimal State Preparation for Logical Arrays on Zoned Neutral Atom Quantum Computers
• Title（参考訳）: ゾーン型中性原子量子コンピュータにおける論理配列の最適状態生成
• Authors: Yannick Stade, Ludwig Schmid, Lukas Burgholzer, Robert Wille,
• Abstract要約: 高誤差率は、実用的な応用のために量子エラー補正を必要とする。 ゾーン型中性原子アーキテクチャによるセミナー実験は、フォールトトレラント量子コンピューティングの顕著な可能性を示している。 この研究は、SMTソルバの計算能力を活用し、論理配列の状態作成のための最小スケジュールを生成することでギャップに対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.306566710489809
• License:
• Abstract: Quantum computing promises to solve problems previously deemed infeasible. However, high error rates necessitate quantum error correction for practical applications. Seminal experiments with zoned neutral atom architectures have shown remarkable potential for fault-tolerant quantum computing. To fully harness their potential, efficient software solutions are vital. A key aspect of quantum error correction is the initialization of physical qubits representing a logical qubit in a highly entangled state. This process, known as state preparation, is the foundation of most quantum error correction codes and, hence, a crucial step towards fault-tolerant quantum computing. Generating a schedule of target-specific instructions to perform the state preparation is highly complex. First software tools exist but are not suitable for the zoned neutral atom architectures. This work addresses this gap by leveraging the computational power of SMT solvers and generating minimal schedules for the state preparation of logical arrays. Experimental evaluations demonstrate that actively utilizing zones to shield idling qubits consistently results in higher fidelities than solutions disregarding these zones. The complete code is publicly available in open-source as part of the Munich Quantum Toolkit (MQT) at https://github.com/cda-tum/mqt-qmap/tree/main/src/na/nasp.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、かつて不可能と考えられていた問題を解決することを約束する。 しかし、実際的な応用には、高い誤差率が量子エラー補正を必要とする。 ゾーン型中性原子アーキテクチャによるセミナー実験は、フォールトトレラント量子コンピューティングの顕著な可能性を示している。 彼らの潜在能力を十分に活用するためには、効率的なソフトウェアソリューションが不可欠だ。 量子誤り訂正の鍵となる側面は、高度に絡み合った状態の論理量子ビットを表す物理量子ビットの初期化である。 このプロセスは状態準備と呼ばれ、ほとんどの量子誤り訂正符号の基礎であり、フォールトトレラントな量子コンピューティングへの重要なステップである。 状態準備を行うためのターゲット固有の命令のスケジュールを生成することは、非常に複雑である。 最初のソフトウェアツールは存在するが、ゾーン化された中性原子アーキテクチャには適していない。 この研究は、SMTソルバの計算能力を活用し、論理配列の状態作成のための最小スケジュールを生成することで、このギャップに対処する。 実験により, 帯を有効利用してアイドリングキュービットを遮蔽すると, これらの帯を無視する溶液よりも高い忠実度が得られることが示された。 完全なコードは、 https://github.com/cda-tum/mqt-qmap/tree/main/src/na/naspでミュンヘン量子ツールキット(MQT)の一部として、オープンソースで公開されている。

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