論文の概要: Fermion-to-Fermion Low-Density Parity-Check Codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15323v1
- Date: Thu, 21 Aug 2025 07:37:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.228278
- Title: Fermion-to-Fermion Low-Density Parity-Check Codes
- Title（参考訳）: フェルミオンからフェルミオンへの低密度パリティチェック符号
- Authors: Chong-Yuan Xu, Ze-Chuan Liu, Yong Xu,
- Abstract要約: フェミオン対フェルミオンの低密度パリティチェック符号を用いたフォールトトレラントフェルミオン量子計算のプロトコルを提案する。
本手法では,フェミオン性低密度パリティチェック符号メモリを用い,その状態をフェミオンカラーコードプロセッサに転送する。
本稿では、フェルミオン色符号と比較して、これらの符号の符号化速度が大幅に向上したことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.480531474485273
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simulating fermionic systems on qubit-based quantum computers often demands significant computational resources due to the requirement to map fermions to qubits. Thus, designing a fault-tolerant quantum computer that operates directly with fermions offers an effective solution to this challenge. Here, we introduce a protocol for fault-tolerant fermionic quantum computation utilizing fermion-to-fermion low-density parity-check codes. Our method employs a fermionic low-density parity-check code memory, which transfers its state to fermionic color code processors assisted by lattice surgery, where logical operations are subsequently performed. To construct the fermionic low-density parity-check memory, we develop a systematic approach for creating fermionic stabilizer codes based on self-dual Calderbank-Shor-Steane codes. We present examples demonstrating these codes' significantly improved coding rate compared to the fermionic color code. Finally, we simulate the dynamics of a fermionic system using our protocol, illustrating effective error suppression.
- Abstract（参考訳）: 量子ビットベースの量子コンピュータ上でフェルミオン系をシミュレートするには、フェルミオンを量子ビットにマッピングする必要があるため、重要な計算資源を必要とすることが多い。
したがって、フェルミオンと直接動作するフォールトトレラントな量子コンピュータを設計することは、この問題に対する効果的な解決策となる。
本稿では、フェミオン対フェルミオンの低密度パリティチェック符号を用いたフォールトトレラントフェルミオン量子計算のプロトコルを提案する。
提案手法では,フェミオン性低密度パリティチェック符号メモリを用いて,その状態を格子演算を補助するフェミオンカラーコードプロセッサに転送し,その後論理演算を行う。
フェミオン性低密度パリティチェックメモリを構築するために,自己双対Calderbank-Shor-Steane符号に基づくフェミオン安定化器符号を作成するための体系的手法を開発した。
本稿では、フェルミオン色符号と比較して、これらの符号の符号化速度が大幅に向上したことを示す。
最後に,本プロトコルを用いてフェミオン系の力学をシミュレートし,実効的なエラー抑制を図示する。
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