論文の概要: Error correction of a logical qubit encoded in a single atomic ion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13908v1
- Date: Tue, 18 Mar 2025 05:10:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-19 14:14:30.780042
- Title: Error correction of a logical qubit encoded in a single atomic ion
- Title（参考訳）: 単一原子イオンに符号化された論理量子ビットの誤り補正
- Authors: Kyle DeBry, Nadine Meister, Agustin Valdes Martinez, Colin D. Bruzewicz, Xiaoyang Shi, David Reens, Robert McConnell, Isaac L. Chuang, John Chiaverini,
- Abstract要約: 量子誤り訂正(QEC)は、量子コンピュータが有用なアルゴリズムを実行するために不可欠である。
近年の研究では、単一粒子レベルで誤り訂正を行うための補完的なアプローチが提案されている。
ここでは、QECを単一原子イオンで示し、最大2.2倍の誤差を減少させ、量子ビットの有用な寿命を最大1.5倍に拡張する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Quantum error correction (QEC) is essential for quantum computers to perform useful algorithms, but large-scale fault-tolerant computation remains out of reach due to demanding requirements on operation fidelity and the number of controllable quantum bits (qubits). Traditional QEC schemes involve encoding each logical qubit into multiple physical qubits, requiring a significant overhead in resources and complexity. Recent theoretical work has proposed a complementary approach of performing error correction at the single-particle level by taking advantage of additional available quantum states, potentially reducing QEC overhead. However, this approach has not been demonstrated experimentally, due in part to the difficulty of performing error measurements and subsequent error correction with high fidelity. Here we demonstrate QEC in a single atomic ion that decreases errors by a factor of up to 2.2 and extends the qubit's useful lifetime by a factor of up to 1.5 compared to an unencoded qubit. The qubit is encoded in spin-cat logical states, and we develop a scheme for autonomous error correction that does not require mid-circuit measurements of an ancilla. Our work is applicable to a wide variety of finite-dimensional quantum systems, and such encodings may prove useful either as components of larger QEC codes, or when used alone in few-qubit devices, such as quantum network nodes.
- Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正(QEC)は、量子コンピュータが有用なアルゴリズムを実行するために必須であるが、大規模なフォールトトレラント計算は、演算の忠実さと制御可能な量子ビットの数(量子ビット)の要求により到達できない。
従来のQECスキームでは、各論理キュービットを複数の物理キュービットに符号化し、リソースと複雑さに大きなオーバーヘッドを必要とする。
近年の理論的研究は、追加の量子状態を利用して単一粒子レベルで誤り訂正を行うための補完的なアプローチを提案しており、QECオーバーヘッドを減少させる可能性がある。
しかし, 誤差測定の難しさや, その後の高精度な誤差補正の難しさなどにより, 実験的な実験は行われていない。
ここでは、QECを単一原子イオンで示し、最大2.2の係数で誤差を減少させ、量子ビットの有用な寿命を、符号化されていない量子ビットと比較して1.5の係数で拡張する。
量子ビットはスピンキャット論理状態に符号化され,アシラの中間回路計測を必要としない自動誤差補正法を開発した。
我々の研究は、多種多様な有限次元量子システムに適用可能であり、そのような符号化は、より大きなQEC符号の構成要素として、あるいは量子ネットワークノードのような数量子ビットデバイスで単独で用いられる場合にも有用である。
関連論文リスト
- Quantum Error Correction near the Coding Theoretical Bound [0.0]
古典的LDPC符号から構築した量子誤り訂正符号について述べる。
これらの符号は物理量子ビット数の線形計算複雑性を維持しながらハッシュ境界に近づく。
この結果は、大規模でフォールトトレラントな量子コンピュータを実現するための経路を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-30T18:48:54Z) - Weakly Fault-Tolerant Computation in a Quantum Error-Detecting Code [0.0]
完全なフォールトトレランスを達成する多くの現在の量子誤り訂正符号は、論理量子ビットと物理量子ビットの比率が低く、大きなオーバーヘッドがある。
我々は,[n,n-2,2]]量子誤り検出符号の構成を,単一故障ゲートから任意の誤りを検出する中間点として提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-27T07:25:36Z) - A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum
State Fidelity [50.387179833629254]
我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。
Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。
他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z) - Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum
Circuits [84.60542868688235]
量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。
パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。
繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z) - 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) - Quantum Neuron with Separable-State Encoding [0.0]
現在利用可能な量子プロセッサにおいて、高度な量子ニューロンモデルを大規模にテストすることは、まだ不可能である。
マルチキュービットゲート数を削減した量子パーセプトロン(QP)モデルを提案する。
シミュレーション量子コンピュータにおいて,QPの量子ビットバージョンをいくつか実装することにより,提案モデルの性能を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-16T19:26:23Z) - Error-Tolerant Geometric Quantum Control for Logical Qubits with Minimal
Resource [4.354697470999286]
本稿では,デコヒーレンスフリーサブスペース符号化を用いた新しい高速かつロバストな幾何学的スキームを提案し,超伝導量子回路への物理実装を提案する。
提案手法は,将来の大規模量子計算に光を当てる論理量子ビット制御における誤り抑制手法を両立させることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-16T12:10:41Z) - Simulation of the five-qubit quantum error correction code on
superconducting qubits [0.0]
本稿では,5つのデータ量子ビットと5つのアンシラ量子ビットしか必要としない最小距離3QEC符号に基づく回路を提案する。
そのフットプリントが小さいため、提案したコードは、同様の物理エラー率でSurface-17よりも論理エラー率が低い。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-14T05:29:59Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z) - 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) - Deterministic correction of qubit loss [48.43720700248091]
量子ビットの損失は、大規模かつフォールトトレラントな量子情報プロセッサに対する根本的な障害の1つである。
トポロジカル曲面符号の最小インスタンスに対して、量子ビット損失検出と補正の完全なサイクルの実装を実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-21T19:48:53Z)
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。