論文の概要: Logical computation demonstrated with a neutral atom quantum processor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.11822v1
- Date: Mon, 18 Nov 2024 18:39:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-19 14:26:53.174229
- Title: Logical computation demonstrated with a neutral atom quantum processor
- Title（参考訳）: 中性原子量子プロセッサを用いた論理計算
- Authors: Ben W. Reichardt, Adam Paetznick, David Aasen, Ivan Basov, Juan M. Bello-Rivas, Parsa Bonderson, Rui Chao, Wim van Dam, Matthew B. Hastings, Andres Paz, Marcus P. da Silva, Aarthi Sundaram, Krysta M. Svore, Alexander Vaschillo, Zhenghan Wang, Matt Zanner, William B. Cairncross, Cheng-An Chen, Daniel Crow, Hyosub Kim, Jonathan M. Kindem, Jonathan King, Michael McDonald, Matthew A. Norcia, Albert Ryou, Mark Stone, Laura Wadleigh, Katrina Barnes, Peter Battaglino, Thomas C. Bohdanowicz, Graham Booth, Andrew Brown, Mark O. Brown, Kayleigh Cassella, Robin Coxe, Jeffrey M. Epstein, Max Feldkamp, Christopher Griger, Eli Halperin, Andre Heinz, Frederic Hummel, Matthew Jaffe, Antonia M. W. Jones, Eliot Kapit, Krish Kotru, Joseph Lauigan, Ming Li, Jan Marjanovic, Eli Megidish, Matthew Meredith, Ryan Morshead, Juan A. Muniz, Sandeep Narayanaswami, Ciro Nishiguchi, Timothy Paule, Kelly A. Pawlak, Kristen L. Pudenz, David Rodríguez Pérez, Jon Simon, Aaron Smull, Daniel Stack, Miroslav Urbanek, René J. M. van de Veerdonk, Zachary Vendeiro, Robert T. Weverka, Thomas Wilkason, Tsung-Yao Wu, Xin Xie, Evan Zalys-Geller, Xiaogang Zhang, Benjamin J. Bloom,
- Abstract要約: 距離2符号を用いて24個の論理量子ビットの絡み合いを示し、同時に誤りを検出し、損失量子ビットの補正を行う。
また,[4,1,2]コードで符号化された最大28個の論理量子ビットを用いて,Bernstein-Vaziraniアルゴリズムを実装した。
これらの結果は、プログラム可能な中性原子量子プロセッサで科学的量子優位を達成するための道を切り開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.395934835344015
- License:
- Abstract: Transitioning from quantum computation on physical qubits to quantum computation on encoded, logical qubits can improve the error rate of operations, and will be essential for realizing valuable quantum computational advantages. Using a neutral atom quantum processor with 256 qubits, each an individual Ytterbium atom, we demonstrate the entanglement of 24 logical qubits using the distance-two [[4,2,2]] code, simultaneously detecting errors and correcting for lost qubits. We also implement the Bernstein-Vazirani algorithm with up to 28 logical qubits encoded in the [[4,1,2]] code, showing better-than-physical error rates. We demonstrate fault-tolerant quantum computation in our approach, guided by the proposal of Gottesman (2016), by performing repeated loss correction for both structured and random circuits encoded in the [[4,2,2]] code. Finally, since distance-two codes can correct qubit loss, but not other errors, we show repeated loss and error correction using the distance-three [[9,1,3]] Bacon-Shor code. These results begin to clear a path for achieving scientific quantum advantage with a programmable neutral atom quantum processor.
- Abstract（参考訳）: 物理量子ビット上の量子計算から、符号化された論理量子ビット上の量子計算への移行は、演算の誤り率を改善することができ、貴重な量子計算の利点を実現するために不可欠である。
256量子ビットを持つ中性原子量子プロセッサを用いて、各Ytterbium原子が距離2[4,2,2]符号を用いて24個の論理量子ビットの絡み合いを示し、同時にエラーを検出し、失われた量子ビットの補正を行う。
また,[4,1,2]コードで符号化された最大28個の論理量子ビットを用いて,Bernstein-Vaziraniアルゴリズムを実装した。
我々は,[4,2,2]コードで符号化された構造化回路とランダム回路の両方に対して繰り返し損失補正を行うことで,Gottesman (2016)の提案によって導かれたフォールトトレラント量子計算を実証する。
最後に、距離2の符号は量子ビット損失を補正できるが、他の誤りではないため、距離3[[9,1,3]のベーコンソー符号を用いて繰り返し損失と誤りの補正を行う。
これらの結果は、プログラム可能な中性原子量子プロセッサで科学的量子優位を達成するための道を切り開く。
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