論文の概要: Performance Analysis for Crosstalk Errors between Parallel Entangling Gates in Trapped Ion Quantum Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.09554v1
• Date: Thu, 16 Jan 2025 14:15:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-17 15:09:55.439601
• Title: Performance Analysis for Crosstalk Errors between Parallel Entangling Gates in Trapped Ion Quantum Error Correction
• Title（参考訳）: トラップ型イオン量子誤差補正における並列エンタングルゲート間のクロストーク誤差の解析
• Authors: Fangxuan Liu, Gaoxiang Tang, Luming Duan, Yukai Wu,
• Abstract要約: 物理量子ビットの様々なクロストーク誤差、ゲート不完全性、コヒーレンス時間の下で論理誤差率とコヒーレンス時間を数値計算する。 現実的なパラメータの下では、ブレーク・エクイティ・ポイントに到達できることが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: The ability to execute a large number of quantum gates in parallel is a fundamental requirement for quantum error correction, allowing an error threshold to exist under the finite coherence time of physical qubits. Recently, two-dimensional ion crystals have been demonstrated as a plausible approach to scale up the qubit number in a trapped ion quantum computer. However, although the long-range Coulomb interaction between the ions enables their strong connectivity, it also complicates the design of parallel gates and leads to intrinsic crosstalk errors. Here we examine the effects of crosstalk errors on a rotated surface code. We show that, instead of the distance-3 code considered in previous works, a distance-5 code is necessary to correct the two-qubit crosstalk error. We numerically calculate the logical error rates and coherence times under various crosstalk errors, gate infidelities and coherence times of the physical qubits, and we optimize the parallelism level according to the competition between different error sources. We show that a break-even point can be reached under realistic parameters. We further analyze the spatial dependence of the crosstalk, and discuss the scaling of the logical error rate versus the code distance for the long-term goal of a logical error rate below $10^{-10}$.
• Abstract（参考訳）: 多数の量子ゲートを並列に実行する能力は、量子エラー補正の基本的な要件であり、物理量子ビットの有限コヒーレンス時間の下でエラーしきい値が存在する。 近年, 2次元イオン結晶は, 捕捉されたイオン量子コンピュータにおいて, 量子ビット数をスケールアップする有効な方法として実証されている。 しかし、イオン間の長距離クーロン相互作用は強い接続を可能にするが、並列ゲートの設計を複雑にし、固有のクロストークエラーを引き起こす。 ここでは, クロストーク誤りが回転曲面符号に及ぼす影響について検討する。 本研究では,従来検討されていた距離3符号の代わりに,2ビットのクロストーク誤りを修正するために,距離5符号が必要であることを示す。 我々は,様々なクロストーク誤差,ゲート不確かさ,物理量子ビットのコヒーレンス時間の下での論理誤差率とコヒーレンス時間を数値計算し,異なる誤差源間の競合に応じて並列性レベルを最適化する。 現実的なパラメータの下では、ブレーク・エクイティ・ポイントに到達できることが示される。 さらに,クロストークの空間的依存性を解析し,論理誤差率とコード距離のスケーリングについて考察する。

関連論文リスト

• Demonstrating dynamic surface codes [138.1740645504286]
  曲面符号の3つの時間力学的実装を実験的に実証した。 まず、曲面コードを六角格子上に埋め込んで、キュービットあたりの結合を4つから3つに減らした。 第二に、サーフェスコードを歩き、データの役割を交換し、各ラウンドごとにキュービットを測定し、蓄積した非計算エラーの組込み除去による誤り訂正を達成する。 第3に、従来のCNOTの代わりにiSWAPゲートを用いた表面コードを実現し、追加のオーバーヘッドを伴わずに、エラー訂正のための実行可能なゲートセットを拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-18T21:56:50Z)
• Limited Parallelization in Gate Operations Leads to Higher Space Overhead and Lower Noise Threshold [1.17431678544333]
  現代の誤り訂正量子メモリや回路では、クロストークのような問題によりゲート操作の並列化が厳しく制限されている。 本稿では,誤差補正フレームワークの並列化レベルの観点から,必要空間のオーバーヘッドに対する解析的下限を求める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-05T13:31:50Z)
• Quantum error correction below the surface code threshold [107.92016014248976]
  量子誤り訂正は、複数の物理量子ビットを論理量子ビットに結合することで、実用的な量子コンピューティングに到達するための経路を提供する。 本研究では, リアルタイムデコーダと統合された距離7符号と距離5符号の2つの面符号メモリを臨界閾値以下で動作させる。 以上の結果から,大規模なフォールトトレラント量子アルゴリズムの動作要件を実現する装置の性能が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-24T23:08:50Z)
• An iterative transversal CNOT decoder [0.3270311586730471]
  閉じ込められたイオンや中性原子のような現代の量子ビット候補のためのプラットフォームは、シャットリングを通じて離れた物理量子ビット間の長距離接続を可能にする。 これにより、遠隔論理キュービット間の反復論理CNOTゲートの経路が開き、制御および対象論理キュービット上の各物理キュービット間で物理CNOTゲートが実行される。 しかし、CNOTは1つの論理量子ビットから別の論理量子ビットへの誤りを伝播させ、論理量子ビット間の相関エラーを引き起こす。 我々は、この相関エラーに対処するために、各論理量子ビットを別々に復号するマルチパスデコーダを開発した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-30T17:10:10Z)
• Hardware optimized parity check gates for superconducting surface codes [0.0]
  誤り訂正符号は、フォールトトレラントな量子論理ステップを実現するために、マルチキュービットの測定を使用する。 超伝導トランスモン量子ビット間の多体相互作用に基づく非従来型表面コードの解析を行う。 このアプローチの基盤となる多体効果にもかかわらず、論理的欠点を推定すると、この設計は従来の設計に比べて少なくとも現実的な雑音に対して堅牢である可能性が示唆されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-11T18:00:30Z)
• Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit [147.2624260358795]
  複数のコードサイズにわたる論理量子ビット性能のスケーリングの測定について報告する。 超伝導量子ビット系は、量子ビット数の増加による追加誤差を克服するのに十分な性能を有する。 量子誤り訂正は量子ビット数が増加するにつれて性能が向上し始める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-13T18:00:02Z)
• Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays [3.575043595126111]
  本稿では,物理誤差を消去に変換する171ドルYb中性原子量子ビットに対して,量子ビット符号化とゲートプロトコルを提案する。 エラーの98%を消去に変換できると見積もっている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-10T18:56:31Z)
• Realizing Repeated Quantum Error Correction in a Distance-Three Surface Code [42.394110572265376]
  本稿では,エラーに対する極めて高い耐性を有する表面符号を用いた量子誤り訂正法について述べる。 誤差補正サイクルにおいて、論理量子ビットの4つの基数状態の保存を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-07T13:58:44Z)
• Fault-tolerant parity readout on a shuttling-based trapped-ion quantum computer [64.47265213752996]
  耐故障性ウェイト4パリティチェック測定方式を実験的に実証した。 フラグ条件パリティ測定の単発忠実度は93.2(2)%である。 このスキームは、安定化器量子誤り訂正プロトコルの幅広いクラスにおいて必須な構成要素である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-13T20:08:04Z)
• Exponential suppression of bit or phase flip errors with repetitive error correction [56.362599585843085]
  最先端の量子プラットフォームは通常、物理的エラーレートが10～3ドル近くである。 量子誤り訂正(QEC)は、多くの物理量子ビットに量子論理情報を分散することで、この分割を橋渡しすることを約束する。 超伝導量子ビットの2次元格子に埋め込まれた1次元繰り返し符号を実装し、ビットまたは位相フリップ誤差の指数的抑制を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-11T17:11:20Z)
• Crosstalk Suppression for Fault-tolerant Quantum Error Correction with Trapped Ions [62.997667081978825]
  本稿では、電波トラップで閉じ込められた1本のイオン列をベースとした量子計算アーキテクチャにおけるクロストーク誤差の研究を行い、個別に調整されたレーザービームで操作する。 この種の誤差は、理想的には、異なるアクティブな量子ビットのセットで処理される単一量子ゲートと2量子ビットの量子ゲートが適用されている間は、未修正のままであるオブザーバー量子ビットに影響を及ぼす。 我々は,第1原理からクロストーク誤りを微視的にモデル化し,コヒーレント対非コヒーレントなエラーモデリングの重要性を示す詳細な研究を行い,ゲートレベルでクロストークを積極的に抑制するための戦略について議論する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-21T14:20:40Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。