論文の概要: Boundary-Aware Stabilizer Scheduling for Distributed Quantum Error Correction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.22471v1
• Date: Fri, 24 Apr 2026 11:49:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-27 15:36:26.440437
• Title: Boundary-Aware Stabilizer Scheduling for Distributed Quantum Error Correction
• Title（参考訳）: 分散量子誤り補正のための境界認識安定化器スケジューリング
• Authors: Sanidhya Gupta, Sanidhay Bhambay, Narges Alavisamani, Neil Walton, Thirupathaiah Vasantam,
• Abstract要約: 色符号のようなトポロジカルな量子誤差補正では、パリティチェックはベル対を用いた遠隔CNOT操作を必要とする。 このオーバーヘッドを減らすための自然な方法は、いくつかのシーム測定をスキップすることです。 我々は,標準のシンドローム抽出回路に直接統合するスケジューリングモジュールを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.556083770714207
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Future quantum architectures are expected to be modular, with quantum processors connecting multiple quantum processing units (QPUs) via photonic interconnects. In topological quantum error correction, such as color codes, this creates seam boundaries where parity checks require remote CNOT operations using heralded Bell pairs. These non-local checks are slower and noisier than bulk local checks because entanglement generation is probabilistic, causing data qubits to accumulate idle noise while waiting for remote operations. A natural way to reduce this overhead is to skip some seam measurements; however, doing so makes seam syndrome information stale and can degrade decoding. The central scheduling problem is therefore to determine how frequently seam checks should be measured so as to balance remote-operation and waiting noise against syndrome staleness. To address this trade-off, we develop a scheduling module that integrates directly into standard syndrome-extraction circuits. We consider two policies: Skip-Seam-$τ$ (SS-$τ$), which measures all bulk checks every round while measuring seam checks once every $τ$ rounds and copying the most recent syndrome in skipped rounds, and Adaptive Skip-$τ$ (AST), which selects $τ$ as a function of code distance and entanglement generation rate (EGR). We evaluate these policies on triangular color codes under circuit-level noise in Stim, including idling errors induced by Bell-pair generation delays. Our simulations show that SS-tau and AST reduce remote-operation overhead and can lower the logical error rate (LER) relative to the Measure-All (MA) baseline. For physical error rate $p = 10^{-3}$, we identify an EGR regime in which both SS-$τ$ and AST exhibit behavior consistent with fault-tolerant scaling, with LER decreasing as code distance increases. Across these regimes, SS-$τ$ and AST outperform MA.
• Abstract（参考訳）: 将来の量子アーキテクチャはモジュラーであり、複数の量子処理ユニット(QPU)をフォトニック配線を介して接続する量子プロセッサが期待されている。 色符号のようなトポロジカルな量子誤差補正では、パーティチェックがシェル付きベルペアを使用してリモートCNOT操作を必要とするようなシーム境界を生成する。 これらの非ローカルチェックは、絡み合いの発生が確率的であるため、リモート操作を待つ間にデータキュービットがアイドルノイズを蓄積するので、バルクローカルチェックよりも遅く、ノイズが多い。 このオーバーヘッドを減らすための自然な方法は、いくつかのシーム測定をスキップすることである。 中心的なスケジューリング問題は、遠隔操作と待機音のバランスをとるために、シームチェックをどれだけ頻度で測定すべきかを決定することである。 このトレードオフに対処するため、我々は標準のシンドローム抽出回路に直接統合するスケジューリングモジュールを開発した。 Skip-Seam-$τ$ (SS-$τ$) と、Skip-Seam-$τ$ (AST) は、コード距離と絡み合い生成率 (EGR) の関数として、Skip-Seam-$τ$ (SS-$τ$) と、Skip-$τ$ (AST) の2つのポリシーを考察する。 我々は、ベルペア発生遅延によるアイドリングエラーを含む、Stimの回路レベルの雑音下での三角形カラーコードに対するこれらのポリシーを評価する。 シミュレーションの結果,SS-tau と AST は遠隔操作のオーバーヘッドを低減し,ロジカルエラー率 (LER) を測定オール (MA) ベースラインと比較して低下させることができることがわかった。 物理誤差率$p = 10^{-3}$の場合、SS-$τ$とASTの両方がフォールトトレラントなスケーリングと整合した振る舞いを示し、コード距離が増加するにつれてLERは減少する。 これらの体制全体において、SS-$τ$とASTはMAより優れています。

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