論文の概要: Scalable dissipative quantum error correction for discrete-variable codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12534v1
• Date: Wed, 16 Jul 2025 18:00:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.227217
• Title: Scalable dissipative quantum error correction for discrete-variable codes
• Title（参考訳）: 離散変数符号に対するスケーラブルな散逸量子誤差補正
• Authors: Ivan Rojkov, Elias Zapusek, Florentin Reiter,
• Abstract要約: 散逸的量子誤差補正(QEC)は、エンジニアリングされた散逸を用いて、自律的に量子情報を保護する。 本稿では,離散変数符号に対する散逸QECプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Dissipative quantum error correction (QEC) autonomously protects quantum information using engineered dissipation and offers a promising alternative to error correction via measurement and feedback. However, scalability remains a challenge, as correcting high-weight errors typically requires increasing dissipation rates and exponentially many correction operators. Here, we present a scalable dissipative QEC protocol for discrete-variable codes, correcting multi-qubit errors via a trickle-down mechanism that sequentially reduces errors weight. Our construction exploits redundancy in the Knill-Laflamme conditions to design correction operators that act on multiple error subspaces simultaneously, thereby reducing the overhead from exponential to polynomial in the number of required operators. We illustrate our approach with repetition codes under biased noise, showing a fourfold improvement in the exponential suppression factor at realistic physical error rates. Our approach connects autonomous QEC for discrete-variable codes with demonstrated dissipative protocols for bosonic codes and opens up new avenues for traditional measurement-feedback QEC and fault-tolerant quantum operations.
• Abstract（参考訳）: 散逸型量子誤り訂正(QEC)は、エンジニアリングされた散逸を用いて、自律的に量子情報を保護し、測定とフィードバックによるエラー訂正に代わる有望な代替手段を提供する。 しかし、ハイウェイトエラーの補正は一般的に散逸率の増大と指数関数的に多くの補正演算子を必要とするため、スケーラビリティは依然として課題である。 本稿では、離散変数符号に対するスケーラブルな散逸QECプロトコルを提案する。 我々はKnill-Laflamme条件の冗長性を利用して、複数のエラー部分空間に同時に作用する補正演算子を設計し、要求演算子数において指数関数から多項式へのオーバーヘッドを低減する。 バイアス雑音下での繰り返し符号によるアプローチについて述べるとともに,現実的な物理誤差率で指数的抑圧係数を4倍改善したことを示す。 提案手法は, 離散変数符号に対する自律QECとボソニック符号に対する散逸プロトコルを結合し, 従来の測定フィードバックQECとフォールトトレラント量子演算のための新たな経路を開く。

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