論文の概要: Protocol for Purifying Noisy Preparation and Measurements of Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.16136v1
• Date: Fri, 22 Aug 2025 06:56:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-25 16:42:36.27741
• Title: Protocol for Purifying Noisy Preparation and Measurements of Qubits
• Title（参考訳）: クビットのノイズ生成と測定のためのプロトコル
• Authors: Jaemin Kim, Seungchan Seo, Jiyoung Yun, Benjamin Lienhard, Joonwoo Bae,
• Abstract要約: 量子ビットの作成と測定に影響を及ぼすノイズは、量子情報処理においてかなりのエラーの原因となる。 本稿では,SPAMのノイズを低減し,これらの誤りを任意に低レベルに抑制するプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.205547386318573
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Noise affecting qubit preparation and measurements accounts for a significant fraction of errors in quantum information processing. This is especially critical in tasks like variational quantum algorithms, quantum error correction, and entanglement distribution through repeaters. In this work, we present a protocol to purify noisy SPAM, effectively suppressing these errors to an arbitrarily low level. For instance, in a realistic scenario where qubits contain error rates around $0.05$ in both preparation and measurement, the protocol can suppress error rates up to $10^{-3}$ with a single ancilla and $10^{-6}$ with four ancillas. We show how to distill error-free SPAM by repeating noisy SPAMs. The protocol is also feasible with superconducting qubits. We envisage that our results can be used to realize quantum information tasks in computing and communication with negligible SPAM errors.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットの作成と測定に影響を及ぼすノイズは、量子情報処理においてかなりのエラーの原因となる。 これは、変分量子アルゴリズム、量子エラー補正、リピータによる絡み合い分布といったタスクにおいて特に重要である。 本研究では,SPAMのノイズを除去するプロトコルを提案し,これらの誤りを任意に低レベルに抑制する。 例えば、キュービットが準備と測定の両方で0.05ドル程度のエラー率を含む現実的なシナリオでは、プロトコルは1つのアシラで最大10〜3ドル、4つのアシラで最大10〜6ドルまでエラー率を抑えることができる。 ノイズSPAMを繰り返すことで, 誤りのないSPAMを蒸留する方法を示す。 このプロトコルは超伝導量子ビットでも実現可能である。 我々は,SPAMエラーの計算や通信における量子情報タスクの実現に本研究の成果を活用できることを示唆する。

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