論文の概要: Deterministic Fault-Tolerant State Preparation for Near-Term Quantum Error Correction: Automatic Synthesis Using Boolean Satisfiability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05527v1
• Date: Thu, 09 Jan 2025 19:06:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-13 15:27:12.619238
• Title: Deterministic Fault-Tolerant State Preparation for Near-Term Quantum Error Correction: Automatic Synthesis Using Boolean Satisfiability
• Title（参考訳）: 近接量子誤差補正のための決定論的フォールトトレラント状態生成:ブール適合性を用いた自動合成
• Authors: Ludwig Schmid, Tom Peham, Lucas Berent, Markus Müller, Robert Wille,
• Abstract要約: 我々は、幅広い種類の量子コードに対して、フォールトトレラント回路を自動合成する問題に焦点をあてる。 本研究では, 古典回路設計の手法を応用し, 整合性解法などの手法を応用する。 本稿では,回路レベルのノイズシミュレーションを用いて,合成回路の耐故障性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.2955091080396075
• License:
• Abstract: To ensure resilience against the unavoidable noise in quantum computers, quantum information needs to be encoded using an error-correcting code, and circuits must have a particular structure to be fault-tolerant. Compilation of fault-tolerant quantum circuits is thus inherently different from the non-fault-tolerant case. However, automated fault-tolerant compilation methods are widely underexplored, and most known constructions are obtained manually for specific codes only. In this work, we focus on the problem of automatically synthesizing fault-tolerant circuits for the deterministic initialization of an encoded state for a broad class of quantum codes that are realizable on current and near-term hardware. To this end, we utilize methods based on techniques from classical circuit design, such as satisfiability solving, resulting in tools for the synthesis of (optimal) fault-tolerant state preparation circuits for near-term quantum codes. We demonstrate the correct fault-tolerant behavior of the synthesized circuits using circuit-level noise simulations. We provide all routines as open-source software as part of the Munich Quantum Toolkit (MQT) at https://github.com/cda-tum/mqt-qecc.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータにおける避けられないノイズに対するレジリエンスを確保するためには、誤り訂正符号を用いて量子情報を符号化する必要がある。 したがって、フォールトトレラント量子回路のコンパイルは、非フォールトトレラントの場合と本質的に異なる。 しかし、自動フォールトトレラントコンパイル法は広く未探索であり、最もよく知られた構成法は特定のコードに対してのみ手作業で得られる。 本研究では,現在および短期ハードウェア上で実現可能な幅広い量子コードに対して,符号化状態の決定論的初期化のために,フォールトトレラント回路を自動合成する問題に焦点をあてる。 この目的を達成するため、我々は古典回路設計の手法を応用し、量子コードのための(最適)耐故障状態準備回路を合成するためのツールを提供する。 本稿では,回路レベルのノイズシミュレーションを用いて,合成回路の耐故障性を示す。 我々は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ソフトウェアとして、https://github.com/cda-tum/mqt-qecc.comですべてのルーチンを提供しています。

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