論文の概要: Universal logical operations with a dynamical qubit in Floquet code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.03867v2
• Date: Sun, 01 Jun 2025 17:24:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-03 16:22:43.170047
• Title: Universal logical operations with a dynamical qubit in Floquet code
• Title（参考訳）: Floquet符号における動的量子ビットを用いた普遍論理演算
• Abstract要約: 超伝導量子プロセッサ上でFloquet-Bacon-Shor符号を実験的に実装する。 我々は,従来の静的論理量子ビットとともに,データ量子ビットの3ドル3セント格子内に動的論理量子ビットをエンコードする。 この結果は、スケーラブルで資源効率の良いFT量子計算のためのFloquet符号の可能性を強調した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.281236593958674
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error correction (QEC) protects quantum systems against inevitable noises and control inaccuracies, providing a pathway towards fault-tolerant (FT) quantum computation. However, the significant overhead of physical qubits required to encode a single logical qubit poses a major challenge for scalability and practical implementation. Floquet QEC codes, a recent innovation, mitigate this challenge by utilizing time-periodic measurements to introduce additional dynamical logical qubits, thereby enhancing resource efficiency in QEC. Here, we experimentally implement the Floquet-Bacon-Shor code on a superconducting quantum processor. We encode a dynamical logical qubit within a $3\times 3$ lattice of data qubits, alongside a conventional static logical qubit. We demonstrate FT encoding and measurement of the two-qubit logical states and stabilize the states using repeated error detection cycles. Additionally, we showcase universal single-qubit logical gates on the dynamical qubit. By implementing a logical CNOT gate, we entangle the dynamical and static logical qubits, generating an error-detected logical Bell state with a fidelity of 75.9\%. Our results highlight the potential of Floquet codes for scalable and resource-efficient FT quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー補正(QEC)は、量子システムを避けられないノイズや制御の不正確さから保護し、フォールトトレラント(FT)量子計算への経路を提供する。 しかし、1つの論理量子ビットを符号化するために必要な物理量子ビットのかなりのオーバーヘッドは、スケーラビリティと実用的な実装において大きな課題となる。 最近のイノベーションである浮動小数点数QEC符号は、時間周期の測定を利用して、動的論理量子ビットの追加を導入し、QECの資源効率を向上することで、この課題を軽減する。 本稿では,超伝導量子プロセッサ上でFloquet-Bacon-Shor符号を実験的に実装する。 我々は,従来の静的論理量子ビットとともに,データ量子ビットの3ドル3セント格子内に動的論理量子ビットをエンコードする。 2ビット論理状態のFT符号化と測定を実証し、繰り返しエラー検出サイクルを用いて状態を安定化する。 さらに、動的量子ビットに普遍的な単一量子ビット論理ゲートを示す。 論理的CNOTゲートを実装することにより、動的および静的な論理量子ビットを絡み合わせることで、75.9\%の忠実度を持つ誤り検出論理ベル状態を生成する。 この結果は、スケーラブルで資源効率の良いFT量子計算のためのFloquet符号の可能性を強調した。

関連論文リスト

• Surface code logical operations on a superconducting quantum processor [66.1042398805403]
  107量子ビット超伝導量子プロセッサ上で,パッチベースのサーフェスコード論理処理の鍵となる要素を実験的に実現した。 本研究は, 保護論理メモリからアクティブでパッチベースの耐故障性論理演算まで, 超伝導表面符号実験を前進させるものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-07-01T21:07:02Z)
• Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes [0.8910173568215413]
  我々は、捕捉された量子コンピュータの柔軟性を活用して、9つの量子誤り訂正符号を実証する。 4つの論理量子ビットを18個の物理量子ビットに符号化したqLDPC符号により、論理誤り率を9倍に向上する。 我々の実装では、いくつかのケースでは、閉じ込められたイオン量子ビットと同等またはわずかに比較して、キュービットの寿命を達成している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-06-04T17:49:27Z)
• Computing with many encoded logical qubits beyond break-even [1.2694967390354854]
  高速量子誤り訂正(英語版)(QEC)符号は、与えられた物理量子ビット数の多くの論理量子ビットを符号化する。 我々は、符号化されていない計算を高速で上回る計算を実演する。 高速QED/QEC符号が、近距離計算のために現代の量子コンピュータで有効であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-02-25T18:59:52Z)
• Logical gates on Floquet codes via folds and twists [45.88028371034407]
  静的量子誤り訂正符号の2つの手法をFloquet符号に実装する方法を示す。 まず、論理的なアダマールとSゲートを得るために、フロッケ符号の折り曲げ操作を実装する方法を提案する。 第二に、DehnツイストによるFloquet符号に論理的CNOTゲートを実装する方法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-12-19T19:00:06Z)
• Assessing Teleportation of Logical Qubits in a Distributed Quantum Architecture under Error Correction [4.352368481242436]
  短期的なネットワークノイズであっても,論理量子ビットは論理誤り率が非常に低いノード間で伝送可能であることを示す。 回路レベルのシミュレーションを用いて10-1ドルから10-6ドルまでの物理・ネットワークノイズ状態を評価する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-08T01:56:19Z)
• Quantum error detection in qubit-resonator star architecture [5.1474924705769185]
  恒星トポロジー超伝導QPUにおける2つの論理量子ビットを符号化する。 我々は、すべての基数論理状態に対して96パーセント以上の論理状態の忠実度を測定する。 提案したQPU構成は、キュービット数効率の良いQECコードを可能にするために使用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-17T06:55:25Z)
• Quantum LDPC codes for erasure-biased atomic quantum processors [0.0]
  量子低密度パリティ・チェック(LDPC)符号は、最近、フォールトトレラント量子コンピューティングへの道筋を示すことが示されている。 支配的エラーが消去である場合、量子LDPC符号は高いしきい値とより強力な論理的誤り抑制を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-27T15:23:40Z)
• Experimental Demonstration of Logical Magic State Distillation [62.77974948443222]
  中性原子量子コンピュータ上での論理量子ビットによるマジック状態蒸留の実験的実現について述べる。 提案手法では,多くの論理量子ビット上で並列に量子演算を符号化し,実行するために動的に再構成可能なアーキテクチャを用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-19T18:38:46Z)
• Demonstrating real-time and low-latency quantum error correction with superconducting qubits [52.08698178354922]
  超伝導量子プロセッサに組み込まれたスケーラブルFPGAデコーダを用いて低遅延フィードバックを示す。 復号ラウンド数が増加するにつれて、論理誤差の抑制が観察される。 この作業でデコーダのスループットとレイテンシが発達し、デバイスの継続的な改善と相まって、次世代の実験がアンロックされた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-07T17:07:18Z)
• Time-Efficient Logical Operations on Quantum Low-Density Parity Check Codes [5.881311286656519]
  任意の可換論理パウリ作用素の集合を演算子数に依存しない時間で測定できるスキームを提案する。 唯一の条件は可換性であり、量子力学における同時測定の基本的な要件である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-02T15:35:05Z)
• Transversal CNOT gate with multi-cycle error correction [1.7359033750147501]
  スケーラブルでプログラム可能な量子コンピュータは、コンピュータが合理的な時間枠で達成できない計算集約的なタスクを解く可能性を持ち、量子優位性を達成する。 現在の量子プロセッサのエラーに対する脆弱性は、実用的な問題に必要な複雑で深い量子回路の実行に重大な課題をもたらす。 我々の研究は、現在の世代の量子ハードウェアを用いた超伝導体ベースのプロセッサにおいて、論理的CNOTゲートとエラー検出を併用できる可能性を確立した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-18T04:50:15Z)
• Protecting logical qubits with dynamical decoupling [5.87159208809119]
  超伝導量子ビットにおいて、複数の論理量子ビットが物理的に優れていることを示すのはこれが初めてである。 今後の信頼性の高い量子計算のコンポーネントとして,我々のスキームは有望である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-08T12:03:42Z)
• Logical quantum processor based on reconfigurable atom arrays [27.489364850707926]
  本稿では,最大280個の物理量子ビットで動作する符号化論理量子ビットに基づくプログラマブル量子プロセッサの実現について報告する。 結果は、早期の誤り訂正量子計算の出現を物語っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-07T01:54:45Z)
• Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
  量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。 本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。 提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z)
• 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)
• Logical blocks for fault-tolerant topological quantum computation [55.41644538483948]
  本稿では,プラットフォームに依存しない論理ゲート定義の必要性から,普遍的なフォールトトレラント論理の枠組みを提案する。 資源オーバーヘッドを改善するユニバーサル論理の新しいスキームについて検討する。 境界のない計算に好適な論理誤差率を動機として,新しい計算手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-22T19:00:03Z)
• Realization of real-time fault-tolerant quantum error correction [0.0]
  10量子ビットQCCDトラップイオン量子コンピュータを用いて1つの論理量子ビットを符号化する。 我々は、平均論理SPAM誤差が1.7(6)×10-3$であるのに対して、平均物理SPAMエラーが2.4(8)×10-3$であるのに対して、平均論理SPAM誤差は1.7(6)×10-3$である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-15T17:57:59Z)
• Relaxation times do not capture logical qubit dynamics [50.04886706729045]
  本研究では,空間雑音相関が論理量子ビットのリッチで直観的な動的挙動を生じさせることを示す。 この作業は論理キュービットの実験的な実装をガイドし、ベンチマークするのに役立ちます。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-14T19:51:19Z)
• Entangling logical qubits with lattice surgery [47.037230560588604]
  10-qubit イオントラップ量子情報処理装置における2つのトポロジカル符号化量子ビット間の格子手術の実験的実現について述べる。 特に、2つの論理量子ビット間の絡み合いを示し、論理状態のテレポーテーションを実装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-04T18:00:09Z)

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。