論文の概要: Constant-space-overhead fault-tolerant quantum input/output and communication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.09103v1
• Date: Mon, 09 Feb 2026 19:00:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-11 20:17:43.202796
• Title: Constant-space-overhead fault-tolerant quantum input/output and communication
• Title（参考訳）: 定空間オーバーヘッド型フォールトトレラント量子入出力と通信
• Authors: Paula Belzig, Hayata Yamasaki,
• Abstract要約: フォールトトレラント・キャパシティは、符号化および復号手順のすべてのコンポーネントがノイズである場合に、確実に情報を伝達する量子チャネルの能力を定量化する。 以前の研究は、単一の論理量子ビットを持つ達成可能な符号を用いて、そのような雑音下での通信速度を分析した。 我々は、多くの論理量子ビットを同時に符号化することで、一定の空間オーバーヘッドを提供する量子ハミング符号の連結を用いた代替アプローチを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9336815376402718
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fault-tolerant capacities quantify the ability of a quantum channel to reliably transmit information when every component of the encoding and decoding procedure is noisy. Earlier work analyzed achievable communication rates under such noise using fault-tolerant implementations based on concatenated codes with a single logical qubit. In this work, we develop an alternative approach using concatenations of quantum Hamming codes, which offer constant space overhead by encoding many logical qubits simultaneously. We introduce modular techniques for implementing fault-tolerant circuits with quantum input/output interfaces using the concatenated quantum Hamming code. These tools enable an analysis of fault-tolerant entanglement-assisted communication that is not only simpler, but also yields substantially higher achievable communication rates than previous methods, owing to the limited noise correlations in syndrome qubits of high-rate quantum Hamming codes.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント・キャパシティは、符号化および復号手順のすべてのコンポーネントがノイズである場合に、確実に情報を伝達する量子チャネルの能力を定量化する。 従来の研究は、単一論理量子ビットの連結符号に基づくフォールトトレラント実装を用いて、そのようなノイズ下で達成可能な通信速度を分析した。 本研究では,多くの論理量子ビットを同時に符号化することで,空間オーバーヘッドを一定に抑える量子ハミング符号の結合を用いた代替手法を開発する。 本稿では,量子ハミング符号を用いた量子入力/出力インタフェースを用いたフォールトトレラント回路の実装のためのモジュラー手法を提案する。 これらのツールは、単純なだけでなく、高速量子ハミング符号のシンドローム量子ビットにおける限られたノイズ相関のため、従来の方法よりもはるかに高い達成可能な通信速度をもたらす、フォールトトレラントな絡み合い支援通信の分析を可能にする。

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