論文の概要: Correcting a noisy quantum computer using a quantum computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.08331v1
- Date: Tue, 10 Jun 2025 01:35:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-11 15:11:40.973755
- Title: Correcting a noisy quantum computer using a quantum computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いたノイズの多い量子コンピュータの修正
- Authors: Pan Zhang,
- Abstract要約: 本稿では,量子回路自体の動作を利用する復号方式を提案する。
トレーニングされた量子回路$B$は超伝導量子ビットなどの量子デバイスにデプロイできる。
この洞察は、自己修正量子コンピュータの開発の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.504296937226993
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computers require error correction to achieve universal quantum computing. However, current decoding of quantum error-correcting codes relies on classical computation, which is slower than quantum operations in superconducting qubits. This discrepancy makes the practical implementation of real-time quantum error correction challenging. In this work, we propose a decoding scheme that leverages the operations of the quantum circuit itself. Given a noisy quantum circuit $A$, we train a decoding quantum circuit $B$ using syndrome measurements to identify the logical operators needed to correct errors in circuit $A$. The trained quantum circuit $B$ can be deployed on quantum devices, such as superconducting qubits, to perform real-time decoding and error correction. Our approach is applicable to general quantum codes with multiple logical qubits and operates efficiently under various noise conditions, and the decoding speed matches the speed of the quantum circuits being corrected. We have conducted numerical experiments using surface codes up to distance 7 under circuit-level noise, demonstrating performance on par with the classical minimum-weight perfect matching algorithm. Interestingly, our method reveals that the traditionally classical task of decoding error-correcting codes can be accomplished without classical devices or measurements. This insight paves the way for the development of self-correcting quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、普遍的な量子コンピューティングを達成するために誤り訂正を必要とする。
しかし、量子誤り訂正符号の現在の復号は、超伝導量子ビットの量子演算よりも遅い古典的な計算に依存している。
この不一致は、リアルタイム量子誤り訂正の実践的実装を困難にしている。
本研究では,量子回路自体の動作を利用する復号方式を提案する。
ノイズの多い量子回路$A$を与えられた場合、回路$A$の誤りを修正するために必要な論理演算子を特定するためにシンドローム測定を用いて復号量子回路$B$を訓練する。
トレーニングされた量子回路$B$は、超伝導量子ビットなどの量子デバイスにデプロイでき、リアルタイムの復号と誤り訂正を行うことができる。
提案手法は、複数の論理量子ビットを持つ一般的な量子符号に適用可能であり、様々な雑音条件下で効率的に動作し、復号速度は補正される量子回路の速度と一致する。
回路レベルの雑音下では, 距離7までの曲面符号を用いて数値実験を行い, 従来の最小値完全マッチングアルゴリズムと同等の性能を示した。
興味深いことに,従来の誤り訂正符号の復号化作業は,従来の装置や測定を使わずに行うことができる。
この洞察は、自己修正量子コンピュータの開発の道を開く。
関連論文リスト
- Quantum Error Correction near the Coding Theoretical Bound [0.0]
古典的LDPC符号から構築した量子誤り訂正符号について述べる。
これらの符号は物理量子ビット数の線形計算複雑性を維持しながらハッシュ境界に近づく。
この結果は、大規模でフォールトトレラントな量子コンピュータを実現するための経路を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-30T18:48:54Z) - Experimental Demonstration of Logical Magic State Distillation [62.77974948443222]
中性原子量子コンピュータ上での論理量子ビットによるマジック状態蒸留の実験的実現について述べる。
提案手法では,多くの論理量子ビット上で並列に量子演算を符号化し,実行するために動的に再構成可能なアーキテクチャを用いる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-19T18:38:46Z) - Quantum Compiling with Reinforcement Learning on a Superconducting Processor [55.135709564322624]
超伝導プロセッサのための強化学習型量子コンパイラを開発した。
短絡の新規・ハードウェア対応回路の発見能力を示す。
本研究は,効率的な量子コンパイルのためのハードウェアによるソフトウェア設計を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-18T01:49:48Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Quantum Circuits for Stabilizer Error Correcting Codes: A Tutorial [11.637855523244838]
本稿では、安定化器符号のための量子エンコーダとデコーダ回路の設計とシミュレーションのチュートリアルとして機能する。
我々は5量子ビット符号とステアン符号の符号化と復号化を行い、IBM Qiskitを用いてこれらの回路の検証を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-21T05:42:04Z) - Practical limitations of quantum data propagation on noisy quantum processors [0.9362259192191963]
このような量子アルゴリズムは、現在の量子プロセッサのノイズの性質のため、信頼性の高い結果を得るためには、エラー確率が非常に低いシングルビットと2キュービットのゲートを必要とする。
具体的には、変動パラメータの伝搬の相対誤差が量子ハードウェアのノイズの確率とどのようにスケールするかについて上限を与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-22T17:12:52Z) - Protecting Expressive Circuits with a Quantum Error Detection Code [0.0]
我々は,既存のトラップイオンコンピュータの実装のための量子エラー検出コードを開発した。
k$論理量子ビットを$k+2$物理量子ビットに符号化することにより、フォールトトレラントな状態初期化とシンドローム測定回路を提示する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-12T16:46:35Z) - Characterizing quantum instruments: from non-demolition measurements to
quantum error correction [48.43720700248091]
量子情報処理では、量子演算はしばしば古典的なデータをもたらす測定とともに処理される。
非単位の動的プロセスは、一般的な量子チャネルの記述が時間進化を記述するのに失敗するシステムで起こりうる。
量子測定は古典的な出力と測定後の量子状態の両方を計測するいわゆる量子機器によって正しく扱われる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-13T18:00:13Z) - Depth-efficient proofs of quantumness [77.34726150561087]
量子性の証明は、古典的検証器が信頼できない証明器の量子的利点を効率的に証明できる挑戦応答プロトコルの一種である。
本稿では、証明者が量子回路を一定深度でしか実行できない量子性構成の証明を2つ与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-05T17:45:41Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。