論文の概要: Dynamical codes for hardware with noisy readouts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.07658v1
• Date: Mon, 12 May 2025 15:24:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.453225
• Title: Dynamical codes for hardware with noisy readouts
• Title（参考訳）: ノイズのある読み出しを伴うハードウェアの動的符号
• Authors: Peter-Jan H. S. Derks, Alex Townsend-Teague, Jens Eisert, Markus S. Kesselring, Oscar Higgott, Benjamin J. Brown,
• Abstract要約: 動的安定化符号は、大規模量子計算への実用的な経路を提供するかもしれない。 我々は,様々な雑音バイアスの限界において,動的に凝縮された色符号の測定スケジュールをいかに最適化するかを問う。 性能の違いは、主にキュービットの数ではなく、必要な測定ラウンドの数による。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5833270109954136
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Dynamical stabilizer codes may offer a practical route to large-scale quantum computation. Such codes are defined by a schedule of error-detecting measurements, which allows for flexibility in their construction. In this work, we ask how best to optimise the measurement schedule of dynamically condensed colour codes in various limits of noise bias. We take a particular focus on the setting where measurements introduce more noise than unitary and idling operations - a noise model relevant to some hardware proposals. For measurement-biased noise models, we improve code performance by strategically repeating measurements within the schedule. For unbiased or $Z$-biased noise models, we find repeating measurements offers little improvement - somewhat contrary to our expectations - and investigate why this is. To perform this analysis, we generalise a metric called the teraquop footprint to the teraquop volume. This is the product of the number of qubits and number of rounds of measurements required such that the probability of a spacelike or timelike logical error occurring is less than $10^{-12}$. In most cases, we find differences in performance are primarily due to the number of rounds of measurements required, rather than the number of qubits - emphasising the importance of using the teraquop volume in the analysis. Additionally, our results provide another example of the importance of making use of correlated errors when decoding, in that using belief matching rather than minimum-weight perfect matching can turn a worst-performing code under a given noise model into a best-performing code.
• Abstract（参考訳）: 動的安定化符号は、大規模量子計算への実用的な経路を提供するかもしれない。 このようなコードは、エラー検出測定のスケジュールによって定義され、構成の柔軟性を実現する。 本研究では,様々な雑音バイアスの限界において,動的に凝縮されたカラーコードの計測スケジュールを最適に最適化する方法を問う。 我々は、測定値が単体およびアイドリング操作よりも多くのノイズを導入するような設定に特に焦点を合わせます。 計測バイアスノイズモデルでは,スケジュール内の測定を戦略的に繰り返してコード性能を向上させる。 バイアスのないモデルやZ$-biasedのノイズモデルの場合、繰り返し測定することで、期待に反してほとんど改善が得られず、なぜそうなるのかを調査します。 この解析を行うために、テラクオップフットプリントと呼ばれる計量をテラクオップ体積に一般化する。 これは、空間的あるいは時間的な論理的誤差が発生する確率が10〜12$未満であるような、必要となる量子ビットの数と測定ラウンドの数の積である。 ほとんどの場合、性能の違いは、主に量子ビットの数ではなく、必要な測定ラウンドの数であり、解析にテラクオップ体積を使うことの重要性を強調している。 さらに,本研究の結果は,最小限の完全マッチングではなく,信念マッチングを用いることで,与えられたノイズモデルの下での最悪の性能のコードから最高のパフォーマンスのコードへと変換できるという点において,デコーディングにおける相関エラーの利用の重要性を示す別の例を提供する。

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