論文の概要: Demonstrating Noise-adapted Quantum Error Correction With Break-Even Performance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.04564v1
- Date: Wed, 04 Mar 2026 19:50:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-06 22:06:10.957899
- Title: Demonstrating Noise-adapted Quantum Error Correction With Break-Even Performance
- Title（参考訳）: ノイズ適応型量子誤差補正におけるブレーク・エヴン性能の実証
- Authors: Vismay Joshi, Anubhab Rudra, Sourav Dutta, Siddharth Dhomkar, Prabha Mandayam,
- Abstract要約: 我々は,IBM量子ハードウェアのための雑音適応型3量子量子誤り補正手法を開発した。
提案手法は, ネイティブ振幅減衰(AD)ノイズに対して, 破れても構わないことを示す。
分析の結果,本プロトコルの性能は,主に測定値の読み出し精度によって制限されていることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7568215535428937
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The promise of quantum computing is closer to reality today than ever before, thanks to rapid progress in the development of quantum hardware. Even as qubit lifetimes and gate fidelities continue to improve, realizing robust, fault-tolerant quantum computers is contingent upon the successful implementation of quantum error correction (QEC). Conventional QEC schemes have rather high resource overheads and low threshold requirements, making them challenging to implement on present day hardware. Here, we use a recently developed noise-adapted 3-qubit QEC scheme to demonstrate break-even performance against native amplitude-damping (AD) noise on IBM quantum hardware. We use variational quantum circuits to construct hardware-efficient encoding and decoding circuits. This scheme is probabilistic due to the non-unitary nature of the recovery operators, which are implemented via the block-encoding technique. We demonstrate logical qubit lifetimes exceeding those of the physical qubits by performing multiple rounds of QEC. To further protect the qubits from dephasing due to crosstalk, we incorporate dynamical decoupling into our noise-adapted QEC scheme in a seamless fashion. To account for the post-selection overhead, we define a measure of gain, that allows for faithful performance benchmarking of the protocol. Our analysis suggests that the performance of our protocol is limited primarily by the measurement readout fidelity, and is bound to improve with successive generations of quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの約束は、量子ハードウェアの開発が急速に進歩したことで、これまで以上に現実に近づいている。
量子ビットの寿命とゲートの忠実性は改善され続けており、堅牢でフォールトトレラントな量子コンピュータの実現は量子エラー補正(QEC)の実施の成功に繋がる。
従来のQECスキームはリソースのオーバーヘッドがかなり高く、しきい値が低いため、現在のハードウェアでは実装が困難である。
そこで本研究では,IBM量子ハードウェア上でのネイティブ振幅減衰(AD)ノイズに対して,ノイズ適応型3量子QEC方式を用いてブレークフェア性能を実証する。
可変量子回路を用いてハードウェア効率のよい符号化・復号回路を構築する。
このスキームは、ブロックエンコーディング技術を用いて実装されたリカバリ演算子の非単体性のため、確率的である。
我々は,QECの複数ラウンドを実行することにより,物理量子ビットの寿命を超える論理量子ビットの寿命を示す。
クロストークによる量子ビットの劣化を防止するため,ノイズ適応型QECスキームに動的デカップリングをシームレスに組み込む。
選択後のオーバーヘッドを考慮し、プロトコルの忠実なパフォーマンスベンチマークを可能にするゲイン尺度を定義する。
分析の結果,本プロトコルの性能は,主に測定読み出し忠実度によって制限され,連続した世代の量子プロセッサで向上することが示唆された。
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