論文の概要: Fault-tolerant correction-ready encoding of the [[7,1,3]] Steane code on a 2D grid

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.01083v1
• Date: Tue, 01 Apr 2025 18:00:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-03 13:20:52.591701
• Title: Fault-tolerant correction-ready encoding of the [[7,1,3]] Steane code on a 2D grid
• Title（参考訳）: 2次元格子上の[7,1,3]ステレオ符号のフォールトトレラント補正可読符号化
• Authors: Andrea Rodriguez-Blanco, Ho Nam Nguyen, K. Birgitta Whaley,
• Abstract要約: 本研究では,2次元グリッド上のSteane符号のゼロ論理状態をフォールトトレラントに作成するための様々な補正可能な符号化手法について検討する。 数個のFrag-Bridge量子ビットによるパリティチェック符号化は、誤り率を低くすることで、検証ベースの符号化よりも優れていることを示す。 驚くべきことに、リソース集約型のSteaneエラー補正と比較して、この低オーバーヘッド法は、ノイズの多い設定で実用的に有利である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Practical quantum computation heavily relies on the ability to perform quantum error correction in a fault-tolerant manner. Fault-tolerant encoding is a critical first step, and careful consideration of the error correction cycle that follows is essential for ensuring the encoding's effectiveness and compatibility. In this work, we investigate various correction-ready encoding methods to fault-tolerantly prepare the zero-logical state of the [[7,1,3]] Steane code on a 2D grid. Through numerical simulations, we demonstrate that parity-check encoding with a few Flag-Bridge qubits outperforms verification-based encoding by achieving lower error rates and allowing flexible tuning of the performance-efficiency trade-off. Additionally, parity-check approach enables a compact hybrid protocol that combines encoding and error correction, capable of matching the performance of a standalone error correction protocol with perfect encoding. Surprisingly, compared to the resource-intensive Steane error correction, this low-overhead method still offers a practical advantage in noisy settings. These findings highlight the approach with Flag-Bridge qubits as a robust and adaptable solution for noisy near-term quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: 実用的な量子計算は、フォールトトレラントな方法で量子エラー補正を行う能力に大きく依存している。 フォールトトレラントエンコーディングは重要な第一歩であり、符号化の有効性と互換性を確保するためには、次のエラー修正サイクルを慎重に検討する必要がある。 本研究では,[7,1,3]のステレオ符号を2次元格子上にゼロ論理的状態に耐障害性を持たせるための様々な補正可能な符号化手法について検討する。 数値シミュレーションにより,数個のFrag-Bridge量子ビットを用いたパリティチェック符号化は,誤り率を低くし,性能効率のトレードオフを柔軟に調整することで,検証ベースの符号化よりも優れていることを示す。 さらに、パリティチェックアプローチにより、エンコーディングとエラー訂正を組み合わせたコンパクトなハイブリッドプロトコルが実現され、スタンドアロンのエラー訂正プロトコルのパフォーマンスを完全エンコーディングと整合させることができる。 驚くべきことに、リソース集約型のSteaneエラー補正と比較して、この低オーバーヘッド法は、ノイズの多い設定で実用的に有利である。 これらの結果から,Frag-Bridge qubits を雑音の多い短期量子ハードウェアの堅牢で適応可能なソリューションとするアプローチが浮かび上がっている。

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