論文の概要: Fault-Tolerant Operation and Materials Science with Neutral Atom Logical Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.07670v1
• Date: Tue, 10 Dec 2024 16:59:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-11 14:35:46.996336
• Title: Fault-Tolerant Operation and Materials Science with Neutral Atom Logical Qubits
• Title（参考訳）: 中性原子論理量子ビットを用いたフォールトトレラント操作と材料科学
• Authors: Matt. J. Bedalov, Matt Blakely, Peter. D. Buttler, Caitlin Carnahan, Frederic T. Chong, Woo Chang Chung, Dan C. Cole, Palash Goiporia, Pranav Gokhale, Bettina Heim, Garrett T. Hickman, Eric B. Jones, Ryan A. Jones, Pradnya Khalate, Jin-Sung Kim, Kevin W. Kuper, Martin T. Lichtman, Stephanie Lee, David Mason, Nathan A. Neff-Mallon, Thomas W. Noel, Victory Omole, Alexander G. Radnaev, Rich Rines, Mark Saffman, Efrat Shabtai, Mariesa H. Teo, Bharath Thotakura, Teague Tomesh, Angela K. Tucker,
• Abstract要約: 中性原子量子コンピュータ上での論理量子ビットのフォールトトレラント動作について報告する。 我々の研究は、フォールトトレラント量子計算の実用的なスキームに向けたビルディングブロックと見なすことができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.63416696682124
• License:
• Abstract: We report on the fault-tolerant operation of logical qubits on a neutral atom quantum computer, with logical performance surpassing physical performance for multiple circuits including Bell states (12x error reduction), random circuits (15x), and a prototype Anderson Impurity Model ground state solver for materials science applications (up to 6x, non-fault-tolerantly). The logical qubits are implemented via the [[4, 2, 2]] code (C4). Our work constitutes the first complete realization of the benchmarking protocol proposed by Gottesman 2016 [1] demonstrating results consistent with fault-tolerance. In light of recent advances on applying concatenated C4/C6 detection codes to achieve error correction with high code rates and thresholds, our work can be regarded as a building block towards a practical scheme for fault tolerant quantum computation. Our demonstration of a materials science application with logical qubits particularly demonstrates the immediate value of these techniques on current experiments.
• Abstract（参考訳）: 我々は、中性原子量子コンピュータにおける論理量子ビットのフォールトトレラント動作について報告し、ベル状態(12倍の誤差低減)、ランダム回路(15倍)、材料科学応用のためのアンダーソン不純物モデル基底状態解決器(最大6倍の非フォールトトレラント)を含む複数の回路の物理性能を上回る論理性能を示す。 論理キュービットは[[4, 2, 2]コード(C4)を介して実装される。 本研究は,Gottesman 2016 [1] が提案したベンチマークプロトコルを完全実現した最初の事例である。 整合性C4/C6検出符号を適用して高い符号率としきい値で誤り訂正を行おうとする最近の進歩を踏まえ,本研究はフォールトトレラント量子計算の実用的スキームに向けたビルディングブロックとみなすことができる。 論理量子ビットを用いた材料科学応用の実証は, 現状実験におけるこれらの技術の即時的価値を特に示している。

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