論文の概要: Blocklet concatenation: Low-overhead fault-tolerant protocols for fusion-based quantum computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.13619v1
- Date: Mon, 16 Jun 2025 15:48:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-17 17:28:48.891921
- Title: Blocklet concatenation: Low-overhead fault-tolerant protocols for fusion-based quantum computation
- Title（参考訳）: ブロックレット結合:核融合型量子計算のための低オーバーヘッドフォールトトレラントプロトコル
- Authors: Daniel Litinski,
- Abstract要約: コード結合とゲートに基づくフォールトトレラント量子コンピューティングのためのプロトコルの構築を提案する。
これらのプロトコルは、厳密な局所性制約を伴わずに、低重安定化器測定の量子回路の族として解釈できる。
本稿では,フォトニックハードウェアにおける論理演算,復号化,プロトコルの実装を行う手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a construction for protocols for fault-tolerant quantum computing based on code concatenation and transversal gates. These protocols can be interpreted as families of quantum circuits of low-weight stabilizer measurements without strict locality constraints, effectively implementing concatenated codes. However, we primarily study these protocols in the context of photonic fusion-based quantum computing (FBQC), where they yield families of fusion networks with constant-sized resource states. Their high erasure thresholds relative to their resource-state cost establish them as promising candidates to replace surface codes in the context of FBQC. Examples include protocol families using 8-, 10- and 12-qubit resource states, with erasure thresholds of 13.8%, 19.1% and 11.5%, and footprint-per-logical-qubit scaling as $\mathcal{O}(d)$, $\mathcal{O}(d^{1.46})$ and $\mathcal{O}(d^{0.58})$, respectively, where $d$ is the code distance. We also present techniques for performing logical operations, decoding, and implementing the protocols in photonic hardware. Although we focus on photonic FBQC, these ideas may also be of interest in other settings.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,コード結合とトランスバーサルゲートに基づくフォールトトレラント量子コンピューティングのためのプロトコル構築について紹介する。
これらのプロトコルは、厳密な局所性制約を伴わずに低重み付け安定化器測定の量子回路の族として解釈でき、結合符号を効果的に実装できる。
しかし、これらのプロトコルは主にフォトニック核融合型量子コンピューティング(FBQC)の文脈で研究され、そこで一定の大きさの資源状態を持つ核融合ネットワークのファミリーが生成される。
資源状態のコストに対する高い消去閾値は、FBQCの文脈における表面コードを置き換える有望な候補として確立している。
例えば、消去しきい値が13.8%、19.1%、11.5%、プロトコルファミリは$\mathcal{O}(d)$、$\mathcal{O}(d^{1.46})$、$\mathcal{O}(d^{0.58})$、$d$はコード距離である。
また,光ハードウェアにおける論理演算,復号化,プロトコルの実装を行う手法を提案する。
フォトニックなFBQCに焦点を当てていますが、これらのアイデアは他の設定にも興味があります。
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