論文の概要: Quantum error detection in qubit-resonator star architecture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.12869v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 06:55:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 14:56:58.143747
• Title: Quantum error detection in qubit-resonator star architecture
• Title（参考訳）: 量子ビット共鳴星構造における量子誤差検出
• Authors: Florian Vigneau, Sourav Majumder, Aniket Rath, Pedro Parrado-Rodríguez, Francisco Revson Fernandes Pereira, Stefan Pogorzalek, Tyler Jones, Nicola Wurz, Michael Renger, Jeroen Verjauw, Ping Yang, Hsiang-Sheng Ku, William Kindel, Frank Deppe, Johannes Heinsoo,
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.1474924705769185
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Achieving industrial quantum advantage is unlikely without the use of quantum error correction (QEC). Other QEC codes beyond surface code are being experimentally studied, such as color codes and quantum Low-Density Parity Check (qLDPC) codes, that could benefit from new quantum processing unit (QPU) architectures. Star-topology offers effective all-to-all connectivity in comparison to the square-grid topology and thus enables more hardware efficient implementation of some QEC codes. We encode two logical qubits in a star-topology superconducting QPU using the [[4,2,2]] code and characterize the logical states with the classical shadow framework. Logical life-time and logical error rate are measured over repeated quantum error detection cycles for various logical states including a logical Bell state. We measure logical state fidelities above 96 % for every cardinal logical state, find logical life-times above the best physical element, and logical error-per-cycle values ranging from from 0.25(2) % to 0.91(3) %. The presented QPU configuration can be used to enable qubit-count efficient QEC codes via the high connectivity in future devices.
• Abstract（参考訳）: 量子エラー補正(QEC)を使わずに、工業的な量子優位を達成することは不可能である。 表面コード以外のQECコードは、新しい量子処理ユニット(QPU)アーキテクチャの恩恵を受ける可能性のあるカラーコードや量子低密度パリティチェック(qLDPC)コードなど、実験的に研究されている。 スタートポロジーは、平方グリッドトポロジーと比較して効率的なオール・ツー・オール接続を提供し、いくつかのQEC符号のよりハードウェア効率の良い実装を可能にする。 我々は[4,2,2]符号を用いて、恒星トポロジー超伝導QPUの2つの論理量子ビットを符号化し、古典的なシャドウフレームワークを用いて論理状態の特徴付けを行う。 論理ベル状態を含む様々な論理状態に対する繰り返し量子エラー検出サイクルにおいて、論理寿命と論理誤差率を測定する。 我々は、各基数論理状態の96パーセント以上の論理状態の忠実度を測定し、最良の物理要素より上の論理的寿命と、0.25(2) %から0.91(3) %までの論理的誤差/サイクル値を求める。 提案したQPU構成は、将来のデバイスにおける高接続性を通じて、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することができる。

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