論文の概要: Characterization and Mitigation of Crosstalk in Quantum Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.04642v1
• Date: Thu, 06 Mar 2025 17:32:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-07 15:58:58.161868
• Title: Characterization and Mitigation of Crosstalk in Quantum Error Correction
• Title（参考訳）: 量子誤差補正におけるクロストークの特性と緩和
• Authors: Zeyuan Zhou, Andrew Ji, Yongshan Ding,
• Abstract要約: 本稿では,多種多様なクロストークノイズについて検討し,その効果を表面符号で定量化する。 本稿では、冗長な安定化器チェックとフラグキュービット設計によるQECのクロストークロバスト実装について紹介する。 解析的および数値的な結果は、ハードウェア現実的なノイズに対して堅牢なQEC符号の設計に光を当てた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6976976250169952
• License:
• Abstract: The design and performance analysis of quantum error correction (QEC) codes are often based on incoherent and independent noise models since it is easy to simulate. However, these models fail to capture realistic hardware noise sources, such as correlated errors (crosstalk), which can significantly impact QEC code performance, especially when they occur between data and ancillary qubits. In this paper, we systematically study various types of crosstalk noise and quantify their effects on surface codes through memory and stability experiments. Based on our findings, we introduce crosstalk-robust implementations of QEC via redundant stabilizer checks and flag qubit designs. In addition, we analyze logical crosstalk in an $[[n,k>1,d]]$ code block and establish analytical conditions under which physical crosstalk does not lead to logical crosstalk. Together, our analytical and numerical results shed light on designing QEC codes that are robust against hardware-realistic noise, paving the way for reliable experimental realization of fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正(QEC)符号の設計と性能解析は、シミュレーションが容易であるため、しばしば不整合および独立ノイズモデルに基づいている。 しかし、これらのモデルでは、相関エラー(クロストーク)のような現実的なハードウェアノイズ源を捉えることができず、特にデータとアシラリーキュービットの間で発生する場合、QECコードのパフォーマンスに大きな影響を及ぼす可能性がある。 本稿では,多種多様なクロストークノイズを系統的に研究し,記憶と安定性の実験を通じて,それらの表面符号への影響を定量化する。 そこで本研究では,冗長な安定化器チェックとフラグキュービット設計によるQECのクロストーク・ロバスト実装について紹介する。 さらに, 論理クロストークを$[[n,k>1,d]]のコードブロックで解析し, 物理クロストークが論理クロストークに繋がらない解析条件を確立する。 解析的および数値的な結果は、ハードウェア現実的なノイズに対して堅牢なQEC符号の設計に光を当て、フォールトトレラント量子コンピューティングの信頼性のある実験的実現への道を開いた。

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