論文の概要: Extending coherence time beyond break-even point using only drives and dissipation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.22191v1
• Date: Fri, 26 Sep 2025 10:50:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-29 20:57:54.375964
• Title: Extending coherence time beyond break-even point using only drives and dissipation
• Title（参考訳）: ドライブと消散のみでのコヒーレンス時間延長
• Authors: Lida Sun, Yifang Xu, Yilong Zhou, Ziyue Hua, Weiting Wang, Jie Zhou, Zi-jie Chen, Lui Zuccherelli de Paula, Qing-Xuan Jie, Guangming Xue, Haifeng Yu, Weizhou Cai, Chang-Ling Zou, Luyan Sun,
• Abstract要約: 量子エラー補正(QEC)は、環境への量子情報の損失を軽減することを目的としている。 本稿では,任意の誤り訂正符号に適用可能な量子チャネルシミュレーションに基づくAQECプロトコルを提案する。 これは、AQECで保護されたボソニックな論理量子ビットの破れ点を超えた最初の実験的実現である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.35444043278315
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error correction (QEC) aims to mitigate the loss of quantum information to the environment, which is a critical requirement for practical quantum computing. Existing QEC implementations heavily rely on measurement-based feedback, however, constraints on readout fidelity, hardware latency, and system complexity often limit both performance and scalability. Autonomous QEC (AQEC) seeks to overcome these obstacles by stabilizing logical codewords using introduced drives that provide coherent control and engineered dissipation. Here, we propose an AQEC protocol, derived from quantum channel simulation, that is applicable to arbitrary error-correcting codes. As a demonstration, we implement the protocol using a binomial code encoded in a long-lived bosonic mode (lifetime > 1ms), and extend the logical qubit coherence time to 1.04 times that of the best physical qubit in the system. This is the first experimental realization of an AQEC-protected bosonic logical qubit beyond the break-even point, proving that coherence time can indeed be extended by introducing only drives and dissipation. Our results highlight the performance and scalability potential of AQEC, marking an important step toward large-scale, universal quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正(QEC)は、実用的な量子コンピューティングにおいて重要な要件である環境への量子情報の損失を軽減することを目的としている。 既存のQEC実装は測定ベースのフィードバックに大きく依存しているが、読み取りの正確性、ハードウェアのレイテンシ、システムの複雑さに制約があるため、パフォーマンスとスケーラビリティの両方が制限されることが多い。 自律QEC (Autonomous QEC) は、コヒーレントな制御とエンジニアリングされた散逸を提供することによって、論理的なコードワードを安定化することで、これらの障害を克服しようとしている。 本稿では、任意の誤り訂正符号に適用可能な量子チャネルシミュレーションに基づくAQECプロトコルを提案する。 実演として、長寿命ボソニックモード(1ms)で符号化された二項符号を用いてプロトコルを実装し、論理量子コヒーレンス時間をシステムで最高の物理量子ビットの1.04倍に拡張する。 これは、AQECで保護されたボソニックな論理量子ビットが破局点を超えて初めて実験的に実現され、コヒーレンス時間が実際はドライブと消散だけを導入することで拡張できることが証明された。 我々の結果は、大規模で普遍的な量子コンピューティングに向けた重要なステップであるAQECの性能とスケーラビリティの可能性を強調している。

関連論文リスト

• Compilation-informed probabilistic quantum error cancellation [2.079863206645103]
  本稿では,回路,QEC符号,およびコンパイラに依存しない論理ゲートノイズに対する量子エラー緩和方式を提案する。 最大回路サイズとQEC符号距離は目標精度とは独立であり、QECのみに基づく戦略とは対照的である。 提案手法は,高精度推定のための量子リソース要件を著しく低減し,高精度非依存オーバーヘッドを伴うフォールトトレラント量子計算への実用的な経路を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-27T18:00:10Z)
• Quantum Resource Management in the NISQ Era: Challenges, Vision, and a Runtime Framework [41.99844472131922]
  我々は,実行時対応の量子ソフトウェア開発のためのビジョンを提案し,その実現に向けた重要な課題を特定する。 本稿では,動的リソース評価に基づく量子プログラムの条件付き実行を可能にするプロトタイプフレームワークであるQonsciousを紹介する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-23T15:34:12Z)
• Beating the break-even point with autonomous quantum error correction [23.98841239616206]
  量子誤り訂正(QEC)は、高次元ヒルベルト空間で符号化することで、脆弱な量子情報を誤りから保護する。 ここでは、単一トラップイオンの複数の内部スピン状態に符号化された論理量子ビットを持つ自律QECを実現する。 我々は論理量子ビットの寿命を約11.6msまで延長し、物理量子ビットと非補正論理量子ビットの双方において、その寿命を大幅に上回っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-23T14:16:41Z)
• Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation [36.3664581543528]
  論理演算は一定回数の抽出ラウンドしか持たず、フォールトトレラントに実行可能であることを示す。 我々の研究は、量子フォールトトレランスの理論に新たな光を当て、実用的なフォールトトレラント量子計算の時空コストを1桁以上削減する可能性を持っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-25T15:43:25Z)
• QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
  QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。 提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
• Benchmarking the ability of a controller to execute quantum error corrected non-Clifford circuits [0.11726720776908521]
  非クリフォードQEC回路を動作させるための制御器とデコーダの組み合わせの有効性を評価するためのベンチマークを導入する。 我々は,多くの非クリフォードゲートからなる誤り訂正非クリフォード回路の実行が,古典的なコントローラデコーダシステムに厳密に依存していることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-13T07:29:28Z)
• Real-Time Decoding for Fault-Tolerant Quantum Computing: Progress, Challenges and Outlook [0.8066496490637088]
  リアルタイムデコーダの実装に直面する重要な課題をいくつか取り上げる。 今後の開発を展望し、リアルタイムデコード分野のロードマップを提供していく。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-28T19:51:03Z)
• Deep Quantum Error Correction [73.54643419792453]
  量子誤り訂正符号(QECC)は、量子コンピューティングのポテンシャルを実現するための鍵となる要素である。 本研究では,新しいエンペンド・ツー・エンドの量子誤りデコーダを効率的に訓練する。 提案手法は,最先端の精度を実現することにより,QECCのニューラルデコーダのパワーを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-27T08:16:26Z)
• Error mitigation and quantum-assisted simulation in the error corrected regime [77.34726150561087]
  量子コンピューティングの標準的なアプローチは、古典的にシミュレート可能なフォールトトレラントな演算セットを促進するという考え方に基づいている。 量子回路の古典的準確率シミュレーションをどのように促進するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-12T20:58:41Z)
• Protecting a Bosonic Qubit with Autonomous Quantum Error Correction [2.1806044218454854]
  原理的には、量子系内の散逸を調整することで、量子エラー補正を自律的かつ連続的に実現することができる。 ここでは超伝導空洞のSchr"odinger cat様多光子状態の論理量子ビットを符号化する。 この受動的プロトコルは、単光子損失に対する自律的な補正を実現し、多光子量子ビットのコヒーレンス時間を2倍に向上させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-20T14:14:27Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。