論文の概要: Simulated non-Markovian Noise Resilience of Silicon-Based Spin Qubits with Surface Code Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.08713v1
• Date: Fri, 11 Jul 2025 16:11:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-14 18:03:54.419188
• Title: Simulated non-Markovian Noise Resilience of Silicon-Based Spin Qubits with Surface Code Error Correction
• Title（参考訳）: 表面符号誤差補正によるシリコン系スピン量子の非マルコフ雑音耐性のシミュレーション
• Authors: Oscar Gravier, Thomas Ayral, Benoît Vermersch, Tristan Meunier, Valentin Savin,
• Abstract要約: 量子ビットのラーモア周波数と交換エネルギーの両方に影響を与える現実的な非マルコフ雑音モデルを考える。 距離3回転曲面符号とそのXZZX変異体の性能評価に数値エミュレーションを用いる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3243389656894595
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the resilience of silicon-based spin qubits against non-Markovian noise within the framework of quantum error correction. We consider a realistic non-Markovian noise model that affects both the Larmor frequency and exchange energy of qubits, allowing accurate simulations of noisy quantum circuits. We employ numerical emulation to assess the performance of the distance-3 rotated surface code and its XZZX variant, using a logical qubit coherence time metric based on Ramsey-like experiments. Our numerical results suggest that quantum error correction converts non-Markovian physical noise into Markovian logical noise, resulting in a quartic dependence of coherence time between physical and logical qubits. Additionally, we analyze the effects of spatial noise correlations and sparse architectures, substantiating the robustness of quantum error correction in silicon-based spin qubit systems.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差補正の枠組みにおける非マルコフ雑音に対するシリコン系スピン量子ビットのレジリエンスについて検討する。 我々は、量子ビットのラーモア周波数と交換エネルギーの両方に影響し、ノイズの多い量子回路の正確なシミュレーションを可能にする現実的な非マルコフノイズモデルを考える。 本研究では, 距離3回転曲面符号とそのXZZX変異体の性能を評価するために, ラムゼイ実験に基づく論理的量子コヒーレンス時間測定法を用いて数値エミュレーションを行った。 我々の数値的な結果は、量子誤差補正が非マルコフ的物理ノイズをマルコフ的論理ノイズに変換し、物理的および論理的量子ビット間のコヒーレンス時間の質的依存性をもたらすことを示唆している。 さらに,シリコン系スピン量子ビット系における量子誤差補正のロバスト性を実証し,空間雑音相関とスパース構造の影響を解析した。

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