論文の概要: Surface-Code Hardware Hamiltonian

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.06201v1
• Date: Tue, 08 Jul 2025 17:27:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-09 16:34:38.369601
• Title: Surface-Code Hardware Hamiltonian
• Title（参考訳）: 表面符号ハードウェアハミルトニアン
• Authors: Xuexin Xu, Kuljeet Kaur, Chloé Vignes, Mohammad H. Ansari, John M. Martinis,
• Abstract要約: 表面符号量子プロセッサユニット(QPU)における多体相互作用を正確にモデル化するためのフレームワークを提案する。 提案手法は,高次長範囲のパウリ弦結合を効率よく評価し,完全チップレイアウトを正確なハミルトニアンにマップする。 このフレームワークは、次世代の高忠実なサーフェスコードハードウェアを最適化するための強力なガイドとして機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.411640324412968
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a scalable framework for accurately modeling many-body interactions in surface-code quantum processor units (QPUs). Combining a concise diagrammatic formalism with high-precision numerical methods, our approach efficiently evaluates high-order, long-range Pauli string couplings and maps complete chip layouts onto exact effective Hamiltonians. Applying this method to surface-code architectures, such as Google's Sycamore lattice, we identify three distinct operational regimes: computationally stable, error-dominated, and hierarchy-inverted. Our analysis reveals that even modest increases in residual qubit-qubit crosstalk can invert the interaction hierarchy, driving the system from a computationally favorable phase into a topologically ordered regime. This framework thus serves as a powerful guide for optimizing next-generation high-fidelity surface-code hardware and provides a pathway to investigate emergent quantum many-body phenomena.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,表面コード量子プロセッサユニット(QPU)における多体相互作用を正確にモデル化するためのスケーラブルなフレームワークを提案する。 精密な図式形式と高精度な数値法を組み合わせることで,高次長範囲のパウリ弦結合を効率的に評価し,チップレイアウトを正確な実効ハミルトニアンにマップする。 この手法をGoogleのSycamore格子などのサーフェスコードアーキテクチャに適用することにより、計算安定、エラー支配、階層反転の3つの異なる運用形態を識別する。 解析により,残差量子ビットクロストークのモデスト増加さえも相互作用階層を逆転させ,計算上有利な位相から位相的に順序付けられた状態へとシステムを駆動できることが明らかになった。 このフレームワークは、次世代の高忠実表面コードハードウェアを最適化するための強力なガイドとして機能し、創発的な量子多体現象を調査するための経路を提供する。

関連論文リスト

• Solving the Hubbard model with Neural Quantum States [66.55653324211542]
  ダッピングされた2次元ハバードモデルに対する最先端結果について検討した。 NQSアンサッツの異なるアテンションヘッドは、異なるスケールで直接相関を符号化することができる。 我々の研究は、マルチフェミオンシステムに挑戦する強力なツールとしてNQSを確立します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-03T14:08:25Z)
• Hierarchical-embedding autoencoder with a predictor (HEAP) as efficient architecture for learning long-term evolution of complex multi-scale physical systems [41.94295877935867]
  システム内で動的に現れる様々なスケールの構造は、局所的にのみ相互に相互作用する。 階層的な完全畳み込みオートエンコーダは物理系の状態を一連の埋め込み層に変換する。 様々なスケールの特徴間の相互作用は、畳み込み作用素の組み合わせを用いてモデル化される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-24T20:27:16Z)
• A General Framework for Gradient-Based Optimization of Superconducting Quantum Circuits using Qubit Discovery as a Case Study [0.19528996680336308]
  超伝導量子回路の勾配に基づく最適化のための網羅的な枠組みを提案する。 この枠組みをキュービット発見問題に適用し、優れた性能指標を持つキュービット設計の同定の有効性を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-22T19:46:50Z)
• Compact Multi-Threshold Quantum Information Driven Ansatz For Strongly Interactive Lattice Spin Models [0.0]
  近似量子相互情報(QMI)に基づくアンザッツ建築の体系的手順を提案する。 提案手法は,QMI値に基づいて各層の量子ビット対が選択される層状アンサッツを生成し,より効率的な状態生成と最適化ルーチンを実現する。 その結果,Multi-QIDA法は高い精度を維持しながら計算複雑性を低減し,格子スピンモデルにおける量子シミュレーションに有望なツールであることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-05T17:07:08Z)
• A scalable 2-local architecture for quantum annealing of Ising models with arbitrary dimensions [0.0]
  任意の接続性を持つ有効Ising Hamiltonianを実現するために,量子異性体のためのスケーラブルなアーキテクチャを提案する。 提案手法は,物理量子ビットを他の3つに接続し,ローカルな2つの相互作用のみを含むハードウェアグラフに基づく資源効率の高い構成から成り立っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-10T09:38:13Z)
• Comparative study of quantum error correction strategies for the heavy-hexagonal lattice [41.94295877935867]
  トポロジカル量子誤差補正は、量子コンピュータのスケーリングロードマップにおけるマイルストーンである。 四角い格子面のコードは、この問題に対処するための作業場となっている。 しかし、一部のプラットフォームではゲートエラーを最小限に抑えるために接続性はさらに低く保たれている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-03T15:28:27Z)
• Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling Limit [55.05109484230879]
  我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。 我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。 単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z)
• A quantum processor based on coherent transport of entangled atom arrays [44.62475518267084]
  量子プロセッサは動的で非局所的な接続を持ち、絡み合った量子ビットは高い並列性でコヒーレントに輸送されることを示す。 このアーキテクチャを用いて,クラスタ状態や7キュービットのSteane符号状態などの絡み合ったグラフ状態のプログラム生成を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-07T19:00:00Z)
• Feasible Architecture for Quantum Fully Convolutional Networks [4.849886707973093]
  本稿では,ノイズの多い中間規模量子デバイス上で動作可能な,実現可能な純粋量子アーキテクチャを提案する。 本研究は、純粋量子完全畳み込みネットワークのトレーニングを成功させ、それをハイブリッドソリューションと比較することで利点を論じるものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-05T01:06:54Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• High-fidelity and Robust Geometric Quantum Gates that Outperform Dynamical Ones [5.781900408390438]
  本稿では,時間-最適制御手法を統合した幾何量子計算の一般的な枠組みを提案する。 我々の手法は、スケーラブルなフォールトトレラントな固体量子計算への有望な代替手段を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-16T13:28:10Z)

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。