論文の概要: Fault-tolerant quantum computing with a high-rate symplectic double code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.15457v1
• Date: Thu, 18 Sep 2025 22:03:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-22 18:18:10.918012
• Title: Fault-tolerant quantum computing with a high-rate symplectic double code
• Title（参考訳）: 高速シンプレクティック二重符号を用いたフォールトトレラント量子コンピューティング
• Authors: Naoyuki Kanomata, Hayato Goto,
• Abstract要約: シンプレクティック・ダブルコードのためのフォールトトレラント・エンコーダを提案する。 この符号の利点は、高い符号化率に加えて、そのコンパクトさである。 また、任意の量子状態をコード空間に注入できる任意の状態エンコーダを開発した。
• 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: High-rate and large-distance quantum codes are expected to make fault-tolerant quantum computing more efficient, but most of them lack efficient fault-tolerant encoded-state preparation methods. We propose such a fault-tolerant encoder for a [[30, 6, 5]] symplectic double code. The advantage of this code is its compactness, in addition to its high encoding rate, allowing for early experimental realization. Detecting crucial errors during encoding with as few auxiliary qubits as possible, our encoder can reduce resource overheads while keeping low logical error rates, compared to more naive methods. Numerical simulations with a circuit-level noise model demonstrate the reliability and effectiveness of the proposed method. We also develop an arbitrary-state encoder that enables the injection of arbitrary quantum states into the code space. Combined with basic fault-tolerant operations, this supports universal quantum computation. We thus demonstrate that efficient and reliable logical state preparation is achievable even for a compact and high-rate code, offering a potential step toward efficient fault-tolerant quantum computing suitable for near-term experiments.
• Abstract（参考訳）: 高速かつ大距離の量子符号は、フォールトトレラントな量子コンピューティングをより効率的にすると予想されているが、そのほとんどは、フォールトトレラントなエンコードされた状態の効率的な準備法を欠いている。 本研究では,[30, 6, 5]シンプレクティック・ダブルコードに対する耐障害性符号化法を提案する。 この符号の利点は、高い符号化率に加えて、そのコンパクトさであり、初期の実験的な実現を可能にすることである。 符号化中の重要なエラーを可能な限り少ない補助量子ビットで検出することで、より単純な手法と比較して、論理的エラー率を低く保ちながらリソースオーバーヘッドを低減することができる。 回路レベルのノイズモデルを用いた数値シミュレーションにより,提案手法の信頼性と有効性を示す。 また、任意の量子状態をコード空間に注入できる任意の状態エンコーダを開発した。 基本的なフォールトトレラント演算と組み合わせて、普遍的な量子計算をサポートする。 そこで我々は, 高速かつコンパクトなコードであっても, 効率的かつ信頼性の高い論理状態準備が実現可能であることを実証し, 短期実験に適した効率的なフォールトトレラント量子コンピューティングに向けた潜在的なステップを提供する。

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