論文の概要: Locating Rydberg Decay Error in SWAP-LRU

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.01649v2
• Date: Mon, 24 Mar 2025 13:27:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-25 17:43:42.273783
• Title: Locating Rydberg Decay Error in SWAP-LRU
• Title（参考訳）: SWAP-LRUにおけるレイドバーグ崩壊エラーの所在
• Authors: Cheng-Cheng Yu, Yu-Hao Deng, Ming-Cheng Chen, Chao-Yang Lu, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: Rydbergによるリークは、マルチキュービットゲートの実装中に2キュービットのエラー連鎖を誘導する。 SWAP-LRUを用いてレイドバーグの減衰誤差に対処するハードウェア効率のよい手法を提案する。 本研究は, 位置誤差に関する新たな知見を提供し, 中性原子配列を用いた耐故障性量子計算を実現するための資源効率の高い戦略を開拓するものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8242249887033675
• License:
• Abstract: Achieving fault-tolerant quantum computing with neutral atoms necessitates addressing inherent errors, particularly leakage from Rydberg states during the implementation of multi-qubit gates. Such leakage induces two-qubit error chains, which degrades the error distance and compromise the performance of error correction. While existing solutions, such as hardware-specific protocols (Erasure Conversion) and circuit-based protocols, have demonstrated favorable error distances (d_e = d for pure Rydberg decay) and high error thresholds, they rely on significant additional hardware resources. In this work, we propose a hardware-efficient approach to deal with Rydberg decay errors using SWAP-LRU, augmented by final leakage detection to locate errors. No additional resource is needed to remove leakage and renew atoms. When all leakage can be detected, we propose a located decoder and demonstrate a high error threshold of 2.33% per CNOT gate and demonstrate improved error distances for pure Rydberg decay, outperforming traditional Pauli error models. Furthermore, we introduce an alternative but more hardware-efficient solution, critical decoder. It only requires one type of leakage to be detected, yet effectively eliminates the damaging effects of Rydberg decay on sub-threshold scaling. Our findings provide new insights into located error and pave the way for a resource-efficient strategy to achieve fault-tolerant quantum computation with neutral atom arrays.
• Abstract（参考訳）: 中性原子によるフォールトトレラント量子コンピューティングを実現するには、固有のエラーに対処する必要がある。 このようなリークは2ビットのエラー連鎖を誘導し、エラー距離を低下させ、エラー訂正の性能を損なう。 ハードウェア固有のプロトコル(Erasure Conversion)や回路ベースのプロトコルといった既存のソリューションでは、エラー距離(純粋なRydberg崩壊のd_e = d)と高いエラー閾値が証明されているが、ハードウェアリソースの大幅な追加に依存している。 そこで本研究では, SWAP-LRUを用いて, 最終リーク検出により誤差を検出できるハードウェア効率のよい手法を提案する。 漏れを除去し、原子を更新するために追加の資源は必要ない。 CNOTゲートあたり2.33%のエラーしきい値を示す位置デコーダを提案し,従来のパウリ誤差モデルより優れた誤差距離を示す。 さらに,よりハードウェア効率のよいクリティカルデコーダを導入する。 検出するには1種類の漏れしか必要としないが、リドベルク崩壊によるサブスレッショルドスケーリングに対する損傷効果を効果的に除去する。 本研究は, 位置誤差に関する新たな知見を提供し, 中性原子配列を用いた耐故障性量子計算を実現するための資源効率の高い戦略を開拓するものである。

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