論文の概要: An exact Error Threshold of Surface Code under Correlated Nearest-Neighbor Errors: A Statistical Mechanical Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.24181v1
- Date: Tue, 28 Oct 2025 08:35:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-29 15:35:36.908487
- Title: An exact Error Threshold of Surface Code under Correlated Nearest-Neighbor Errors: A Statistical Mechanical Analysis
- Title（参考訳）: 近接誤差による表面符号の正確な誤差閾値:統計的解析
- Authors: SiYing Wang, ZhiXin Xia, Yue Yan, Xiang-Bin Wang,
- Abstract要約: 現在の正確な表面コードしきい値分析は、独立で同一に分散されたエラー(すなわち、d)の仮定に基づいている。
ここでは、量子誤差補正を正八角形ランダムボンドイジングモデルにマッピングできる誤差エッジ写像を確立する。
次に,近接するデータキュービット間の独立な単一キュービット誤差と相関する誤差を組み合わせ,現実的なノイズモデルの下で正確な閾値を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8787735186976828
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The surface code represents a promising candidate for fault-tolerant quantum computation due to its high error threshold and experimental accessibility with nearest-neighbor interactions. However, current exact surface code threshold analyses are based on the assumption of independent and identically distributed (i.i.d.) errors. Though there are numerical studieds for threshold with correlated error, they are only the lower bond ranther than exact value, this offers potential for higher error thresholds.Here, we establish an error-edge map, which allows for the mapping of quantum error correction to a square-octagonal random bond Ising model. We then present the exact threshold under a realistic noise model that combines independent single-qubit errors with correlated errors between nearest-neighbor data qubits. Our method is applicable for any ratio of nearest-neighbor correlated errors to i.i.d. errors. We investigate the error correction threshold of surface codes and we present analytical constraints giving exact value of error threshold. This means that our error threshold is both upper bound and achievable and hence on the one hand the existing numerical threshold values can all be improved to our threshold value, on the other hand, our threshold value is highest achievable value in principle.
- Abstract（参考訳）: 表面コードは、その高いエラーしきい値と、最も近い隣同士の相互作用による実験的アクセシビリティにより、フォールトトレラント量子計算の候補となる。
しかし、現在の正確な表面コードしきい値分析は、独立で同一に分散されたエラー(すなわち、d)の仮定に基づいている。
相関誤差を持つしきい値に関する数値的な研究は存在するが、これは正確な値よりも低い結合ランサーであり、より高いエラー閾値のポテンシャルを与える。
次に,近接するデータキュービット間の独立な単一キュービット誤差と相関する誤差を組み合わせ,現実的なノイズモデルの下で正確な閾値を示す。
本手法は, 最近傍の相関誤差の任意の比率, すなわち, 誤差に対して適用可能である。
表面符号の誤差補正しきい値について検討し,誤差しきい値の正確な値を示す解析的制約について述べる。
これは、我々の誤差閾値は上界と達成可能の両方であり、一方、既存の数値しきい値はすべてしきい値に改善できるが、一方、我々のしきい値は原則として達成可能な最も高い値である。
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