論文の概要: Stabilizer Code-Generic Universal Fault-Tolerant Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.10964v1
• Date: Fri, 16 Jan 2026 03:06:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-19 20:21:50.346142
• Title: Stabilizer Code-Generic Universal Fault-Tolerant Quantum Computation
• Title（参考訳）: 安定化器コード生成ユニバーサルフォールトトレラント量子計算
• Authors: Nicholas J. C. Papadopoulos, Ramin Ayanzadeh,
• Abstract要約: この研究は、新しいアンシラを介するプロトコルを通じて論理的なクリフォードとTゲートを実装している。 我々の実装は決定論的であり、アンシラレジスタを消費せず、基盤となるデータコードやレジスタを変更しない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.47267770920095536
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computation allows quantum computations to be carried out while resisting unwanted noise. Several error correcting codes have been developed to achieve this task, but none alone are capable of universal quantum computation. This universality is highly desired and often achieved using additional techniques such as code concatenation, code switching, or magic state distillation, which can be costly and only work for specific codes. This work implements logical Clifford and T gates through novel ancilla-mediated protocols to construct a universal fault-tolerant quantum gate set. Unlike traditional techniques, our implementation is deterministic, does not consume ancilla registers, does not modify the underlying data codes or registers, and is generic over all stabilizer codes. Thus, any single code becomes capable of universal quantum computation by leveraging helper codes in ancilla registers and mid-circuit measurements. Furthermore, since these logical gates are stabilizer code-generic, these implementations enable communication between heterogeneous stabilizer codes. These features collectively open the door to countless possibilities for existing and undiscovered codes as well as their scalable, heterogeneous coexistence.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子計算は、望ましくない雑音に抵抗しながら量子計算を行うことを可能にする。 この課題を達成するためにいくつかの誤り訂正符号が開発されているが、普遍的な量子計算が可能であるのは誰もいない。 この普遍性は非常に望まれており、コード結合、コードスイッチング、マジックステート蒸留といった追加の技術を使用して達成されることが多い。 この研究は、新しいアンシラ媒介プロトコルを通じて論理的クリフォードとTゲートを実装し、普遍的なフォールトトレラント量子ゲートセットを構築する。 従来の手法とは異なり、我々の実装は決定論的であり、アンシラレジスタを消費せず、基礎となるデータコードやレジスタを変更しない。 したがって、任意の単一コードは、アンシラレジスタのヘルパー符号と中間回路の測定を利用して、普遍的な量子計算を行うことができる。 さらに、これらの論理ゲートは安定化器コードジェネリックであるため、不均一な安定化器コード間の通信を可能にする。 これらの機能は、既存のコードや未発見コードに対する数え切れないほどの可能性と、スケーラブルで異質な共存への扉を開く。

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