論文の概要: Quantum Error Correction near the Coding Theoretical Bound

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.21171v3
• Date: Thu, 03 Jul 2025 17:36:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-05 00:08:20.85631
• Title: Quantum Error Correction near the Coding Theoretical Bound
• Title（参考訳）: 符号化理論境界近傍の量子誤差補正
• Authors: Daiki Komoto, Kenta Kasai,
• Abstract要約: 量子誤り訂正符号を効率よく復号する。 このブレークスルーは、大規模でフォールトトレラントな量子計算の道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent progress in quantum computing has enabled systems with tens of reliable logical qubits, built from thousands of noisy physical qubits. However, many impactful applications demand quantum computations with millions of logical qubits, necessitating highly scalable quantum error correction. In classical information theory, low-density parity-check (LDPC) codes can approach channel capacity efficiently. Yet, no quantum error-correcting codes with efficient decoding have been shown to approach the hashing bound - a fundamental limit on quantum capacity - despite decades of research. Here, we present quantum LDPC codes that not only approach the hashing bound but also allow decoding with computational cost linear in the number of physical qubits. This breakthrough paves the way for large-scale, fault-tolerant quantum computation. Combined with emerging hardware that manages many qubits, our approach brings quantum solutions to important real-world problems significantly closer to reality.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの最近の進歩により、何千ものノイズの多い物理量子ビットから構築された、数十の信頼できる論理量子ビットを持つシステムが実現された。 しかし、多くの影響のあるアプリケーションは数百万の論理量子ビットを持つ量子計算を必要とし、高度にスケーラブルな量子エラー補正を必要とする。 古典情報理論では、低密度パリティチェック(LDPC)符号はチャネル容量に効率的にアプローチすることができる。 しかし、数十年の研究にもかかわらず、効率的な復号化を伴う量子エラー訂正符号は、量子容量の基本的な制限であるハッシュ境界に近づくことが示されている。 ここでは、ハッシュ境界に近づくだけでなく、物理量子ビット数の線形計算コストで復号できる量子LDPC符号を提案する。 このブレークスルーは、大規模でフォールトトレラントな量子計算の道を開く。 多くの量子ビットを管理する新しいハードウェアと組み合わせることで、我々のアプローチは、重要な現実世界の問題に量子ソリューションをもたらす。

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