論文の概要: Fault tolerance against amplitude-damping noise using Bacon-Shor codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.22108v1
• Date: Fri, 28 Mar 2025 02:59:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-31 15:29:01.996912
• Title: Fault tolerance against amplitude-damping noise using Bacon-Shor codes
• Title（参考訳）: Bacon-Shor符号を用いた振幅減衰騒音に対する耐故障性
• Authors: Long D. H. My, Akshaya Jayashankar, Prabha Mandayam, Hui Khoon Ng,
• Abstract要約: 本研究では,Bacon-Shor符号に基づく耐故障性設計手法を設計する。 そこで本研究は,雑音適応量子符号を用いた振幅減衰ノイズに対する耐故障性の実現の可能性を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7522836112265399
• License:
• Abstract: Designing efficient fault tolerance schemes is crucial for building useful quantum computers. Most standard schemes assume no knowledge of the underlying device noise and rely on general-purpose quantum error-correcting (QEC) codes capable of handling arbitrary errors. Biased-noise alternatives focus on only correcting a subset of some generic error basis (e.g., Pauli error basis), and lower resource needs by channeling the redundancy to dealing only with that subset. Yet, the most resource-efficient codes are expected to be those that directly target the specific noise process that afflicts the quantum device, rather than using a generic error-basis description. However, the question of whether such noise-adapted QEC protocols are amenable to fault-tolerant implementations remains largely unexplored. Here, we design a fault tolerance scheme based on the Bacon-Shor codes which can protect against amplitude-damping noise in the device. We construct a universal set of logical gadgets tolerant to multiple damping errors and estimate the fault tolerance threshold of our scheme. Our work thus establishes the possibility of achieving fault tolerance against amplitude-damping noise using noise-adapted quantum codes, while highlighting some of the unique challenges that arise in this context.
• Abstract（参考訳）: 効率的なフォールトトレランススキームを設計することは、有用な量子コンピュータを構築する上で重要である。 ほとんどの標準的なスキームは、基礎となるデバイスノイズの知識を前提とせず、任意のエラーを処理できる汎用量子誤り訂正(QEC)コードに依存している。 バイアスノイズ(Biased-noise)は、一般的なエラーベース(例えば、Pauliエラーベース)のサブセットの修正のみに焦点を当て、そのサブセットのみを扱う冗長性をチャネル化することで、リソースニーズの低減に重点を置いている。 しかし、最もリソース効率のよいコードは、一般的なエラーベース記述を使用するのではなく、量子デバイスを悩ませる特定のノイズプロセスを直接ターゲットとするものであることが期待されている。 しかし、このようなノイズ適応型QECプロトコルが耐障害性の実装に適しているかどうかという問題は未解決のままである。 そこで我々は,Bacon-Shor符号に基づく耐故障性設計手法を設計した。 複数の減衰誤差に耐性を持つ論理ガジェットの普遍的集合を構築し,提案手法の耐故障閾値を推定する。 そこで本研究は,ノイズ適応量子符号を用いた振幅減衰ノイズに対する耐障害性を実現するとともに,この文脈で生じるいくつかの特異な課題を強調した。

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