論文の概要: Low-overhead error detection with spacetime codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15725v1
• Date: Tue, 22 Apr 2025 09:20:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-30 21:16:07.685385
• Title: Low-overhead error detection with spacetime codes
• Title（参考訳）: 時空符号を用いた低オーバーヘッド誤り検出
• Authors: Simon Martiel, Ali Javadi-Abhari,
• Abstract要約: 任意の量子ビット接続性上の任意のクリフォード回路の誤差を検出するための低オーバヘッド方式を提案する。 提案アルゴリズムは, 普遍回路におけるチェックを効率よく見つけることができることを示すが, 有効チェックの空間は回路の非クリフォード性によって指数関数的に減少する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3689968346415426
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce a low-overhead approach for detecting errors in arbitrary Clifford circuits on arbitrary qubit connectivities. Our method is based on the framework of spacetime codes, and is particularly suited to near-term hardware since it has a much milder overhead in qubits and gates compared to error correction, while achieving a better sampling overhead than existing error mitigation methods. We present efficient algorithms for finding valid checks that are simultaneously low weight, satisfy connectivity constraints, and cover large detecting regions within the circuit. Using this approach, we experimentally demonstrate error detection on circuits of up to 50 logical qubits containing 2450 CZ gates, and show physical to logical fidelity gains of up to $236\times$. Furthermore, we show our algorithm can efficiently find checks in universal circuits, but the space of valid checks diminishes exponentially with the non-Cliffordness of the circuit. These theoretical and experimental results suggest that Clifford-dominated circuits are promising candidates for near-term quantum advantage.
• Abstract（参考訳）: 任意の量子ビット接続性上の任意のクリフォード回路の誤差を検出するための低オーバヘッド方式を提案する。 提案手法は時空符号の枠組みに基づいており,従来の誤り軽減法よりもサンプリングオーバーヘッドが優れている一方で,キュービットやゲートのオーバーヘッドがより軽度であるため,短期ハードウェアに特に適している。 本稿では, 同時に低ウェイトかつ接続制約を満足し, 回路内の大規模な検出領域をカバーする, 有効チェックを見つけるための効率的なアルゴリズムを提案する。 提案手法を用いて,2450個のCZゲートを含む最大50個の論理量子ビットの回路上での誤り検出を実験的に実証し,最大236\times$の物理的および論理的忠実度ゲインを示す。 さらに,本アルゴリズムでは,ユニバーサル回路におけるチェックを効率よく見つけることができるが,有効チェックの空間は回路の非クリフォード性によって指数関数的に減少する。 これらの理論的および実験的結果は、クリフォード支配回路が短期量子優位の候補となることを示唆している。

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