論文の概要: Rare Event Simulation of Quantum Error-Correcting Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.13678v1
• Date: Wed, 17 Sep 2025 04:12:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-18 18:41:50.711164
• Title: Rare Event Simulation of Quantum Error-Correcting Circuits
• Title（参考訳）: 量子誤り補正回路の希少事象シミュレーション
• Authors: Carolyn Mayer, Anand Ganti, Uzoma Onunkwo, Tzvetan Metodi, Benjamin Anker, Jacek Skryzalin,
• Abstract要約: 物理故障率の低い量子誤り訂正回路(QEC)の論理的故障率にアクセスするための実践的アプローチについて述べる。 標準モンテカルロはしばしば量子回路の故障率を研究するデファクトアプローチである。 この研究は、量子誤り訂正符号の回路モデル処方薬のノイズを10-20レギュレーション未満の故障率にアクセスできることを示す。
• 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: We describe a practical approach for accessing the logical failure rates of quantum error-correcting (QEC) circuits under low physical (component) failure rate regimes. Standard Monte Carlo is often the de facto approach for studying the failure rates of quantum circuits. However, in the study of fault-tolerant error-correcting circuits, the ability to extend this approach to low physical failure rates is limited. In particular, the use of Monte Carlo to access circuits that are relatively large or have high correcting power becomes more difficult as we lower the input failure rates of the individual components (gates) in the circuit. For these reasons, many simulations studying the circuit model go no lower than end-to-end logical failure rates in the 10^{-6} regime. In this report, we outline an approach that borrows from earlier work by Bravyi and Vargo to the more complex circuit noise model. Earlier works studied both the capacity and phenomenological noise models, but the work is insufficient for generating similar simulations in the circuit-noise model. To the best of our knowledge, our team is the first to develop a full prescription of the rare event simulation by splitting technique for the circuit-based noise model. We have also generated promising results that are confirmed by standard Monte Carlo simulation under an accessible regime. This work shows that we can access noise in the circuit-model prescription of quantum error-correcting code to failure rates below 10^{-20} regime.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子誤り訂正(QEC)回路の物理(成分)故障率の低い条件下で論理的故障率にアクセスするための実践的アプローチについて述べる。 標準モンテカルロはしばしば量子回路の故障率を研究するデファクトアプローチである。 しかし、フォールトトレラントな誤り訂正回路の研究では、この手法を低物理故障率に拡張する能力は限られている。 特に、比較的大きな回路や高い補正力を持つ回路へのモンテカルロの使用は、回路内の個々の部品(ゲート)の入力故障率を低下させるほど難しくなる。 これらの理由から、回路モデルを研究する多くのシミュレーションは10^{-6}系におけるエンド・ツー・エンドの論理的故障率よりは低い。 本稿では,BravyiとVargoによる以前の研究から,より複雑な回路ノイズモデルへのアプローチを概説する。 初期の研究はキャパシティと現象ノイズモデルの両方を研究していたが、回路ノイズモデルで同様のシミュレーションを生成するには不十分であった。 我々の知る限り、我々のチームは、回路ベースノイズモデルのための分割手法により、レアイベントシミュレーションの完全処方薬を最初に開発しました。 また、標準モンテカルロシミュレーションにより、アクセス可能な状態下で確認される有望な結果も生成した。 本研究は, 量子誤り訂正符号の回路モデル処方において, 10^{-20} 規則以下の故障率にノイズをアクセス可能であることを示す。

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