論文の概要: Fast magic state preparation by gauging higher-form transversal gates in parallel
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.22939v1
- Date: Fri, 30 Jan 2026 12:55:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-02 18:28:15.450996
- Title: Fast magic state preparation by gauging higher-form transversal gates in parallel
- Title（参考訳）: 高形トランスバーサルゲートの並列化による高速マジック状態生成
- Authors: Dominic J. Williamson,
- Abstract要約: 本稿では,多数の論理ゲートのフォールトトレラント測定を並列に行う高速コード手術法を提案する。
我々の手続きの時間オーバーヘッドは一定であり、キュービットオーバーヘッドは線形である。
このことは、より高速なクリフォードゲートをサポートする優れた量子低密度パリティチェック符号の探索を動機付けている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magic states are a foundational resource for universal quantum computation. To survive in a realistic noisy environment, magic states must be prepared fault-tolerantly and protected by a quantum error-correcting code. The recent discovery of highly efficient quantum low-density parity-check codes, together with efficient logic gates, lays the groundwork for low-overhead fault-tolerant quantum computation. This motivates the search for fast and parallel protocols for logical magic state preparation to enable universal quantum computation. Here, we introduce a fast code surgery procedure that performs a fault-tolerant measurement of many transversal logic gates in parallel. This is achieved by performing a generalized gauging measurement on a quantum code that supports a higher-form transversal gate. The time overhead of our procedure is constant, and the qubit overhead is linear. The procedure inherits fault-tolerance properties from the base code and the structure of the higher-form transversal gate. When applied to codes that support higher-form Clifford gates our procedure achieves fast and fault-tolerant preparation of many magic states in parallel. This motivates the search for good quantum low-density parity-check codes that support higher-form Clifford gates.
- Abstract（参考訳）: マジックステートは普遍量子計算の基本的なリソースである。
現実的な雑音環境で生き残るためには、マジック状態はフォールトトレラントに作成され、量子エラー訂正コードによって保護されなければならない。
最近の高効率な量子低密度パリティチェック符号の発見と効率的な論理ゲートは、低オーバーヘッドフォールトトレラント量子計算の基礎となる。
これは、普遍的な量子計算を可能にする論理マジック状態の準備のための高速で並列なプロトコルの探索を動機付けている。
本稿では,多くの論理ゲートを並列にフォールトトレラント計測する高速コード手術法を提案する。
これは、高形トランスバーサルゲートをサポートする量子符号上で一般化されたゲージ計測を行うことによって達成される。
我々の手続きの時間オーバーヘッドは一定であり、キュービットオーバーヘッドは線形である。
このプロシージャは、ベースコードと高形トランスバーサルゲートの構造からフォールトトレランス特性を継承する。
より高速なクリフォードゲートをサポートするコードに適用すると、手順は多くのマジック状態の高速かつフォールトトレラントな準備が実現できる。
このことは、より高速なクリフォードゲートをサポートする優れた量子低密度パリティチェック符号の探索を動機付けている。
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