論文の概要: Transversal Toffoli-gate in Hybrid-code System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.09265v1
- Date: Thu, 13 Nov 2025 01:43:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-13 22:34:54.490947
- Title: Transversal Toffoli-gate in Hybrid-code System
- Title（参考訳）: ハイブリッドコードシステムにおけるトランスバーサルトフォリゲート
- Authors: Dawei Jiao, Mahdi Bayanifar, Alexei Ashikhmin, Olav Tirkkonen,
- Abstract要約: 三角コードとペアコードを用いたシステムでは,Toffoliゲートの完全な実装がサポートされている。
本稿では,前処理した$mathbfT$-gateマジックステートに依存しないToffoli状態蒸留プロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.516351290711953
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the transversality of the Toffoli gate in a hybrid-code system that employs two quantum error correction codes with special structure. We find that a system using a triorthogonal code with its paired code supports a fully transversal implementation of the Toffoli gate. Through circuit-level analysis, we prove the transversality of the Toffoli operation in this system. Based on this hybrid-code framework, we propose a Toffoli state distillation protocol that does not rely on pre-distilled $\mathbf{T}$-gate magic states. In our approach, the Toffoli state is directly distilled layer by layer within the hybrid-code system using only transversal operations. Numerical simulations demonstrate that our method uses approximately 50\% fewer qubit resources than previously reported protocols.
- Abstract（参考訳）: 特殊構造を持つ2つの量子誤り訂正符号を用いたハイブリッド符号系におけるトフォリゲートの可逆性について検討する。
三角コードとペアコードを用いたシステムでは,Toffoliゲートの完全なトランスバーサル実装がサポートされている。
本稿では,回路レベルの解析により,Toffoli演算の可逆性を証明した。
このハイブリッド・コード・フレームワークに基づいて,前処理した$\mathbf{T}$-gateマジック状態に依存しないToffoli状態蒸留プロトコルを提案する。
提案手法では, トランスバーサル操作のみを用いて, ハイブリッドコードシステム内のトフォリ層を直接蒸留する。
シミュレーションにより,提案手法は以前報告したプロトコルよりも約50倍少ない量子ビットリソースを使用することが示された。
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