論文の概要: Lattice Surgery Compilation Beyond the Surface Code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.10591v1
• Date: Mon, 14 Apr 2025 18:00:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-16 22:06:34.994714
• Title: Lattice Surgery Compilation Beyond the Surface Code
• Title（参考訳）: 表面コードを越えた格子手術
• Authors: Laura S. Herzog, Lucas Berent, Aleksander Kubica, Robert Wille,
• Abstract要約: 表面コード以外のトポロジカルコードに対する格子手術のコンパイルについて検討する。 カラーコードや折り畳まれた表面コードなど,特定の基板やコードについて検討する。 カラーコードでは, マイクロおよびマクロレベルの設計選択が, コンパイルされた論理的$mathrmCNOT+mathrmT$回路の深さにどのように影響するかを数値シミュレーションで解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.47912078290474
• License:
• Abstract: Large-scale fault-tolerant quantum computation requires compiling logical circuits into physical operations tailored to a given architecture. Prior work addressing this challenge has mostly focused on the surface code and lattice surgery schemes. In this work, we broaden the scope by considering lattice surgery compilation for topological codes beyond the surface code. We begin by defining a code substrate - a blueprint for implementing topological codes and lattice surgery. We then abstract from the microscopic details and rephrase the compilation task as a mapping and routing problem on a macroscopic routing graph, potentially subject to substrate-specific constraints. We explore specific substrates and codes, including the color code and the folded surface code, providing detailed microscopic constructions. For the color code, we present numerical simulations analyzing how design choices at the microscopic and macroscopic levels affect the depth of compiled logical $\mathrm{CNOT}+\mathrm{T}$ circuits. An open-source code is available on GitHub https://github.com/cda-tum/mqt-qecc.
• Abstract（参考訳）: 大規模フォールトトレラント量子計算では、与えられたアーキテクチャに合わせて論理回路を物理演算にコンパイルする必要がある。 この課題に対処する以前の作業は、主に表面コードと格子手術スキームに焦点を当てていた。 本研究では,表面コード以外のトポロジカルコードに対する格子演算を考慮し,その範囲を広げる。 まず、トポロジカルコードと格子手術を実装するための青写真であるコード基板を定義します。 次に、顕微鏡的詳細から抽象化し、コンパイルタスクをマクロなルーティンググラフ上のマッピングおよびルーティング問題として言い換える。 カラーコードや折り畳まれた表面コードなど,特定の基板やコードを調べ,詳細な顕微鏡構造を提供する。 カラーコードに対しては,マイクロ・マクロレベルの設計選択が論理的$\mathrm{CNOT}+\mathrm{T}$回路の深さにどのように影響するかを数値シミュレーションで解析する。 オープンソースコードはGitHub https://github.com/cda-tum/mqt-qecc.comで公開されている。

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