論文の概要: High-Distance Error-Correcting Codes for Fermion-to-Qubit Mappings in 2D and 3D

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.00147v1
• Date: Fri, 29 Aug 2025 18:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.103912
• Title: High-Distance Error-Correcting Codes for Fermion-to-Qubit Mappings in 2D and 3D
• Title（参考訳）: 2次元および3次元のフェルミオン-量子マッピングのための高距離誤り訂正符号
• Authors: Ruby Wei, Aqua Chung, Luke Coffman, Su-Kuan Chu, Xun Gao,
• Abstract要約: 本研究では,2次元および3次元のフェルミオン系をシミュレーションするための高距離フェルミオン-量子ビット安定化符号を提案する。 これらの符号は、安定度を一定に保ちながら、任意に大きな符号距離を達成する。 また、任意の固定距離で局所フェルミオン作用素を局所クビット作用素に写像することで局所性を保存する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3066496319646444
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum simulation of fermionic systems is a leading application of quantum computers. One promising approach is to represent fermions with qubits via fermion-to-qubit mappings. In this work, we present high-distance fermion-to-qubit stabilizer codes for simulating 2D and 3D fermionic systems. These codes achieve arbitrarily large code distances while keeping stabilizer weights constant. They also preserve locality by mapping local fermionic operators to local qubit operators at any fixed distance. Notably, our 3D construction is the first to simultaneously achieve high distance, constant stabilizer weights, and locality preservation. Our construction is based on concatenating a small-distance 2D or 3D fermion-to-qubit code with a high-distance fermionic color code. Together, these features provide a robust and scalable pathway to quantum simulation of fermionic systems.
• Abstract（参考訳）: フェルミオン系の量子シミュレーションは量子コンピュータの先導的な応用である。 有望なアプローチの1つは、フェルミオンからクォービットへの写像を通して、クォービットでフェルミオンを表現することである。 本研究では,2次元および3次元のフェルミオン系をシミュレーションするための高距離フェルミオン-量子ビット安定化符号を提案する。 これらの符号は、安定度を一定に保ちながら、任意に大きな符号距離を達成する。 また、任意の固定距離で局所フェルミオン作用素を局所クビット作用素に写像することで局所性を保存する。 特に、我々の3D構造は、高い距離、一定の安定度、および局所保存を同時に達成した最初のものである。 提案手法は,2次元または3次元のフェルミオン対量子ビット符号を高密度のフェルミオンカラーコードで結合することに基づく。 これらの特徴は共に、フェルミオン系の量子シミュレーションへの堅牢でスケーラブルな経路を提供する。

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