論文の概要: Small Quantum Low Parity Density Check Codes for Near-Term Experiments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.09690v1
• Date: Sun, 13 Jul 2025 15:53:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-15 18:48:23.765961
• Title: Small Quantum Low Parity Density Check Codes for Near-Term Experiments
• Title（参考訳）: 短期実験のための小量子低パリティ密度チェックコード
• Authors: Christian Kraglund Andersen, Eliška Greplová,
• Abstract要約: この分野における最近の発展を基盤として,小型量子LDPC符号の簡単な構成法を提案する。 私たちのコードは表面符号の約2倍効率が良いが、重量4分のチェックしか必要としない。
• 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: It is widely accepted that quantum error correction is essential for realizing large-scale fault-tolerant quantum computing. Recent experiments have demonstrated error correction codes operating below threshold, primarily using local planar codes such as the surface code and color code. In parallel, theoretical advances in quantum low-density parity-check (LDPC) codes promise significantly lower overheads, albeit at the cost of requiring non-local parity checks. While these results are encouraging, implementing such codes remains challenging for near-term experiments, creating obstacles to holistic benchmarking of hardware architectures capable of supporting long-range couplers. In this work, we present a simple construction recipe for small quantum LDPC codes based on recent developments in the field. Our codes are approximately twice as efficient as comparable surface codes, yet require only weight-four parity checks, which simplifies experimental realization compared to other quantum LDPC codes. We provide concrete proposals for implementations with superconducting qubits in flip-chip architectures and with semiconductor spin qubits using shuttling-based approaches.
• Abstract（参考訳）: 大規模なフォールトトレラント量子コンピューティングを実現するためには、量子エラー補正が不可欠であることが広く受け入れられている。 最近の実験では、表面符号やカラー符号などの局所的な平面符号を用いて、閾値以下の誤り訂正符号を実証している。 平行して、量子低密度パリティチェック(LDPC)符号の理論的進歩は、非局所パリティチェックを要求されるコストにもかかわらず、オーバーヘッドを大幅に減少させる。 これらの結果は奨励されているが、このようなコードの実装は短期的な実験では依然として困難であり、長距離カプラをサポートするハードウェアアーキテクチャの総合的なベンチマークに障害を生じさせる。 本研究では,この分野での最近の発展をベースとした,小型量子LDPC符号の簡単な構成法を提案する。 我々の符号は、同等の表面符号の約2倍の効率であるが、他の量子LDPC符号と比較して実験的な実現を単純化する4つのパリティチェックしか必要としない。 我々は、フリップチップアーキテクチャにおける超伝導量子ビットの実装と、シャットリングに基づくアプローチを用いた半導体スピン量子ビットの実装に関する具体的な提案を行う。

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