論文の概要: Surface code scaling on heavy-hex superconducting quantum processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.18847v1
• Date: Tue, 21 Oct 2025 17:37:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:14.042993
• Title: Surface code scaling on heavy-hex superconducting quantum processors
• Title（参考訳）: 重ヘックス超伝導量子プロセッサの表面コードスケーリング
• Authors: Arian Vezvaee, Cesar Benito, Mario Morford-Oberst, Alejandro Bermudez, Daniel A. Lidar,
• Abstract要約: 我々は、ネイティブ接続がコードにマッチしないハードウェア上で、サーフェスコード量子メモリのサブスレッショルドスケーリングを実証する。 DDはコヒーレントなZZクロストークと非マルコフ的デフォーカスを抑制する。 我々は、X-およびZ-basis論理エラーデータから直接計算され、サイクルごとのSPAM対応境界を提供するエンタングルメント忠実度指標を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.94429692322632
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Demonstrating subthreshold scaling of a surface-code quantum memory on hardware whose native connectivity does not match the code remains a central challenge. We address this on IBM heavy-hex superconducting processors by co-designing the code embedding and control: a depth-minimizing SWAP-based "fold-unfold" embedding that uses bridge ancillas, together with robust, gap-aware dynamical decoupling (DD). On Heron-generation devices we perform anisotropic scaling from a uniform distance 3 code to anisotropic distance (dx,dz) = (3,5) and (5,3) codes. We find that increasing dz (dx) improves the protection of Z-basis (X-basis) logical states across multiple quantum error correction cycles. Even if global subthreshold code scaling for arbitrary logical initial states is not yet achieved, we argue that it is within reach with minor hardware improvements. We show that DD plays a major role: it suppresses coherent ZZ crosstalk and non-Markovian dephasing that accumulate during idle gaps on heavy-hex layouts, and it eliminates spurious subthreshold claims that arise when scaled codes without DD are compared against smaller codes with DD. To quantify performance, we derive an entanglement fidelity metric that is computed directly from X- and Z-basis logical-error data and provides per-cycle, SPAM-aware bounds. The entanglement fidelity metric reveals that widely used single-parameter fits used to compute suppression factors can mischaracterize or obscure code performance when their assumptions are violated; we identify the strong assumptions of stationarity, unitality, and negligible logical SPAM required for those fits to be valid and show that they do not hold for our data. Our results establish a concrete path to robust tests of subthreshold surface-code scaling under biased, non-Markovian noise by integrating QEC with optimized DD on non-native architectures.
• Abstract（参考訳）: ネイティブ接続がコードにマッチしないハードウェア上で、サーフェスコード量子メモリのサブスレッショルドスケーリングを実証することは、依然として中心的な課題である。 深度を最小化するSWAPベースの「折りたたみ」埋め込みで、橋梁のアンシラと、堅牢でギャップを意識した動的デカップリング(DD)を利用する。 ヘロン生成装置では、均一距離3符号から異方性距離(dx,dz) = (3,5) および (5,3) 符号への異方性スケーリングを行う。 dz(dx)の増加は、複数の量子誤り訂正サイクルにおけるZ基底(X基底)論理状態の保護を改善する。 任意の論理的初期状態に対するグローバルなサブスレッショルドコードスケーリングがまだ達成されていないとしても、ハードウェアのマイナーな改善によって、それが到達範囲内であることを議論する。 DD はヘックス配置上のアイドルギャップにおいて蓄積するコヒーレント ZZ クロストークや非マルコフ的デフォーカスを抑えるとともに,DD のないスケールコードと DD のより小さなコードを比較する際に生じる,突発的なサブスレッショルド要求を排除している。 性能を定量化するために,X-およびZ-basis論理エラーデータから直接計算し,サイクル毎のSPAM対応バウンダリを提供するエンタングルメント忠実度尺度を導出する。 エンタングルメント・フィデリティ・メトリックは、抑制要因の計算に広く用いられている単一パラメータ適合が、仮定に反した場合にコード性能を誤認または不明瞭にし、不確実性、一意性、無視可能な論理的SPAMの強い仮定を識別し、データに当てはまらないことを示す。 その結果,QECを非ネイティブアーキテクチャ上で最適化DDと統合することにより,非マルコフ雑音下でのサブスレッショルドサーフェス・コード・スケーリングの堅牢なテストを実現することができた。

関連論文リスト

• Demonstration of High-Fidelity Entangled Logical Qubits using Transmons [0.0]
  本稿では,動的デカップリング(DD)を利用して論理的誤りを劇的に抑制する手法を提案し,実装する。 結果として生じるハイブリッドQEC-LDD戦略は、原則として任意の重み誤差を扱うことができる。 本稿では,符号化されたベル状態に影響を及ぼす論理的誤りを検出する手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-18T17:47:08Z)
• Efficient Approximate Degenerate Ordered Statistics Decoding for Quantum Codes via Reliable Subset Reduction [5.625796693054094]
  我々は、近似縮退復号法の概念を導入し、順序付き統計復号法(OSD)と統合する。 コードキャパシティノイズモデルにおけるOSD効率を大幅に向上するADOSDアルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-30T17:45:08Z)
• Demonstrating dynamic surface codes [118.67046728951689]
  曲面符号の3つの時間力学的実装を実験的に実証した。 まず、曲面コードを六角格子上に埋め込んで、キュービットあたりの結合を4つから3つに減らした。 第二に、サーフェスコードを歩き、データの役割を交換し、各ラウンドごとにキュービットを測定し、蓄積した非計算エラーの組込み除去による誤り訂正を達成する。 第3に、従来のCNOTの代わりにiSWAPゲートを用いた表面コードを実現し、追加のオーバーヘッドを伴わずに、エラー訂正のための実行可能なゲートセットを拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-18T21:56:50Z)
• Benchmarking quantum error-correcting codes on quasi-linear and central-spin processors [0.0]
  ダイヤモンド中の窒素空孔中心からなるトランスモン量子ビットとスピントロニック量子レジスタに基づく超伝導プロセッサ上での小さな誤り訂正符号の性能を評価する。 マルチキュービット制御操作を含むコードの場合、カラーセンターの中央スピン接続はエラー率を低くする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-12T14:41:08Z)
• Improved decoding of circuit noise and fragile boundaries of tailored surface codes [61.411482146110984]
  高速かつ高精度なデコーダを導入し、幅広い種類の量子誤り訂正符号で使用することができる。 我々のデコーダは、信仰マッチングと信念フィンドと呼ばれ、すべてのノイズ情報を活用し、QECの高精度なデモを解き放つ。 このデコーダは, 標準の正方形曲面符号に対して, 整形曲面符号において, より高いしきい値と低い量子ビットオーバーヘッドをもたらすことがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-09T18:48:54Z)
• AQD: Towards Accurate Fully-Quantized Object Detection [94.06347866374927]
  本稿では,浮動小数点演算を除去するために,AQDと呼ばれる高精度な量子化オブジェクト検出ソリューションを提案する。 我々のAQDは、非常に低ビットのスキームの下での完全精度と比較して、同等またはそれ以上の性能を実現しています。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-14T09:07:29Z)

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。