論文の概要: Constant-Time Surgery on 2D Hypergraph Product Codes with Near-Constant Space Overhead

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.02157v1
• Date: Mon, 02 Mar 2026 18:21:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-03 19:50:57.028552
• Title: Constant-Time Surgery on 2D Hypergraph Product Codes with Near-Constant Space Overhead
• Title（参考訳）: 空間重み付き2次元ハイパーグラフ製品符号の定時間手術
• Authors: Kathleen Chang, Zhiyang He, Theodore J. Yoder, Guanyu Zhu, Tomas Jochym-O'Connor,
• Abstract要約: 汎用コード手術は、フォールトトレラント計算を行うための多用途で低オーバーヘッドな手法である。 本研究では,2次元ハイパーグラフ製品コードの並列論理計測を行う手術器具を一定時間オーバーヘッドで構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7884907807711146
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Generalized code surgery is a versatile and low-overhead technique for performing fault-tolerant computation on quantum low-density parity-check (qLDPC) codes. In many settings, surgery exhibits practical space overheads, while its time overhead remains a bottleneck at $O(d)$ syndrome rounds per operation. In this work, we construct surgery gadgets that perform parallel logical measurements on 2D hypergraph product codes in constant time overhead ($O(1)$) and near-constant space overhead ($\tilde{O}(1)$). The reduced time overhead is a result of amortization, as we show, following the formulation by Cowtan et al. (arXiv:2510.14895), that performing $d$ surgery operations in $O(d)$ time is fault tolerant. Our gadgets combine the strengths of different approaches to fault-tolerant logical operations: they partially retain the flexibility of surgery while achieving overheads comparable to transversal gates. Consequently, they are well-suited for near-term experimental realization and demonstrate new possibilities in the design of gadgets for fast logical computation.
• Abstract（参考訳）: 一般化符号手術は、量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号上でフォールトトレラント計算を行うための汎用的で低オーバーヘッドな手法である。 多くの設定では、手術は実際の空間オーバーヘッドを示すが、その時間オーバーヘッドは手術1回につき$O(d)$シンドロームラウンドでボトルネックとなる。 本研究では,2次元ハイパーグラフ製品のコードに対して,一定の時間的オーバーヘッド(O(1)$)とほぼ一定な空間的オーバーヘッド(\tilde{O}(1)$)で並列な論理的測定を行う手術器具を構築する。 時間オーバーヘッドの削減は、Cowtan et al (arXiv:2510.14895) の定式化に続き、O(d)$時間で$d$手術を行うことはフォールトトレラントである。 われわれのガジェットは、フォールトトレラントな論理操作に対する様々なアプローチの強みを組み合わせており、手術の柔軟性を部分的に保ちながら、横断ゲートに匹敵するオーバーヘッドを達成している。 その結果、それらは短期的な実験的な実現に適しており、高速論理計算のためのガジェットの設計における新たな可能性を示している。

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