論文の概要: Constant depth magic state cultivation with Clifford measurements by gauging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.05429v1
• Date: Thu, 05 Mar 2026 17:51:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-06 22:06:11.355028
• Title: Constant depth magic state cultivation with Clifford measurements by gauging
• Title（参考訳）: ギャグ法によるクリフォード測定による定深さ魔法状態培養
• Authors: Bence Hetényi, Benjamin J. Brown, Dominic. J. Williamson,
• Abstract要約: 近年、カラーコードのクリフォード演算子を測定することにより、マジックステートの調製コストを削減するためにマジックステート栽培が提案されている。 ここでは、クリフォードゲートをゲージすることで、カラーコード上で論理的な$XSdagger$の測定を行い、その結果、一定の深さの論理的測定回路が得られる。 我々のプロトコルは正方形グリッド接続が必要であり、マジック状態の栽培に匹敵する論理誤差率が得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8739101659113153
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Magic states are a scarce resource for two-dimensional qubit stabilizer codes. Magic state cultivation was recently proposed to reduce the cost of magic state preparation by measuring the transversal Clifford operator of the color code. Cultivation achieves $\sim 10^{-9}$ logical error rates for the $d=5$ color code, with substantially lower space-time overhead than magic state distillation. However, due to the $\mathcal{O}(d)$ depth of the Clifford measurement circuit, magic state cultivation becomes impractical for $d>5$. Here, we perform logical $XS^\dagger$ measurements on the color code by gauging a transversal Clifford gate, resulting in a constant-depth logical measurement circuit. We employ repeated gauging measurements with post-selection rather than performing error correction on the Clifford stabilizer code that emerges during the gauging protocol, thus gaining simplicity at the cost of scalability. Our protocol requires a regular square grid connectivity and yields logical error rates comparable to magic state cultivation. The $d=7$ version of our protocol gives access to the $10^{-12}$ logical error rate regime at $0.05\%$ physical error rate while retaining more than $1\%$ of the shots after the equivalent of the cultivation stage.
• Abstract（参考訳）: マジックステートは2次元量子ビット安定化符号の不足資源である。 近年,カラーコードの横方向のクリフォード演算子を測定することで,マジック状態処理のコスト削減を図るためにマジック状態培養法が提案されている。 栽培は、$d=5$カラーコードに対して$\sim 10^{-9}$論理誤差率を達成する。 しかし、Clifford測定回路の深さ$\mathcal{O}(d)$により、マジックステートの栽培は$d>5$では不可能となる。 ここでは、逆クリフォードゲートをガグすることで、カラーコード上で論理的な$XS^\dagger$の測定を行い、その結果、一定の深さの論理的測定回路が得られる。 本稿では,ガウイングプロトコル中に現れるクリフォード安定化器符号の誤り訂正を行うのではなく,選択後のガウグング測定を繰り返すことで,スケーラビリティを犠牲にして簡易化を図る。 我々のプロトコルは正方形グリッド接続が必要であり、マジック状態の栽培に匹敵する論理誤差率が得られる。 当社のプロトコルの$d=7$バージョンは、$10^{-12}$論理エラー率レギュレーションを0.05\%$物理エラーレートでアクセスすると同時に、栽培段階の同等の後に1\%以上のショットを保持する。

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