論文の概要: Mid-circuit logic executed in the qubit layer of a quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.12648v1
• Date: Sun, 14 Dec 2025 11:30:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.362422
• Title: Mid-circuit logic executed in the qubit layer of a quantum processor
• Title（参考訳）: 量子プロセッサの量子ビット層で実行される中間回路論理
• Authors: Cameron Jones, Piper Wysocki, MengKe Feng, Gerardo A. Paz-Silva, Corey I. Ostrove, Tuomo Tanttu, Kenneth M. Rudinger, Samuel K. Bartee, Kevin Young, Fay E. Hudson, Wee Han Lim, Nikolay V. Abrosimov, Hans-Joachim Pohl, Michael L. W. Thewalt, Robin Blume-Kohout, Andrew S. Dzurak, Andre Saraiva, Arne Laucht, Chih Hwan Yang,
• Abstract要約: シリコンスピン量子ビット系における第1次中間回路計測を行った。 従来のレイヤに情報をルーティングすることなく,フィードフォワード操作を行うことができることを示す。 我々の結果は、資源集約的な古典的処理を量子層へ移行する第一歩となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.30991566185662395
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Practical quantum computers need to continuously exchange data between classical and quantum subsystems during a computation. Mid-circuit measurements of a qubits state are transferred to the classical electronics layer, and their outcome can inform feedforward operations that close the loop back to the quantum layer. These operations are crucial for fault-tolerant quantum computers, but the quantum-classical loop must be completed before the qubits decohere, presenting a substantial engineering challenge for full-scale systems comprising millions of qubits. Here we perform the first mid-circuit measurements in a system of silicon spin qubits, and show that feedforward operations can be performed without needing to route information to the classical layer. This in-layer approach leverages a backaction-driven control technique that has previously been considered a source of error. We benchmark our in-layer strategy, together with the standard FPGA-enabled approach, and analyse the performance of both methods using gate set tomography. Our results provide the first step towards moving resource-intensive classical processing into the quantum layer, an advance that could solve key engineering challenges, and drastically reduce the power budget of future quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 実用的な量子コンピュータは、計算中に古典的サブシステムと量子的サブシステムの間でデータを継続的に交換する必要がある。 量子ビット状態の中間回路測定は古典的な電子層に転送され、その結果はループを量子層に閉ざすフィードフォワード操作に通知することができる。 これらの演算はフォールトトレラントな量子コンピュータには不可欠であるが、量子古典ループはキュービットのデコヒールの前に完成されなければならない。 ここでは,シリコンスピン量子ビット系における第1次中間回路計測を行い,古典層への情報ルーティングを必要とせずにフィードフォワード操作を行うことを示す。 この層内アプローチは、これまでエラーの原因と考えられていたバックアクション駆動制御技術を活用する。 我々は、FPGA対応の標準手法とともに、我々の層内戦略をベンチマークし、ゲートセットトモグラフィーを用いて両方の手法の性能を解析する。 我々の結果は、リソース集約的な古典的処理を量子層に移行するための第一歩であり、重要なエンジニアリング上の課題を解決し、将来の量子コンピュータの電力予算を大幅に削減できる進歩である。

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