論文の概要: Surface-Code Thresholds and Qubit Footprints in Shuttling-Based Spin-Qubit Railways

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.05881v1
• Date: Thu, 07 May 2026 08:47:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-08 22:27:11.64176
• Title: Surface-Code Thresholds and Qubit Footprints in Shuttling-Based Spin-Qubit Railways
• Title（参考訳）: シャットリングベーススピンクビット鉄道における表面符号閾値と量子フットプリント
• Authors: Arun John Moncy, Reza Dastbasteh, Josu Etxezarreta Martinez, Ryo Nagai, Pedro M. Crespo, Normann Mertig, Charles Smith, Ruben M. Otxoa,
• Abstract要約: 本研究では, 回転面符号の耐故障性について, シリコンスピンキュービット鉄道アーキテクチャの2時間N$Nにマッピングする。 データキュービットではなくチェックキュービットのシャットリングがシステムのしきい値を大幅に改善することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a fault-tolerant mapping of rotated surface codes onto a $2\times N$ silicon spin-qubit railway architecture, utilizing electron shuttling to resolve the wiring fan-out bottleneck. Employing circuit-level noise modeling, we evaluate threshold performances across various noise biases. We demonstrate that shuttling check qubits instead of data qubits fundamentally improves system thresholds. Crucially, under a noise model biased towards dephasing for spin-qubit shuttling, the non-CSS XZZX surface code outperforms standard CSS variants. By tailoring the topological code to this specific inherent bias, we show that the Megaquop footprint is achievable with a distance 7 code requiring a $p = 10^{-3}$ physical error rate, highlighting a pathway for substantial hardware reductions in early fault-tolerant quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 配線ファンアウトボトルネックを解決するために電子遮断を利用して, 回転曲面符号を2ドルN$シリコンスピンキュービット鉄道アーキテクチャにフォールトトレラントマッピングする。 回路レベルのノイズモデリングを用いて、様々なノイズバイアスにおける閾値性能を評価する。 データキュービットではなくチェックキュービットのシャットリングがシステムのしきい値を大幅に改善することを示す。 重要なことに、スピン量子ビットシャットリングの強調に偏ったノイズモデルの下では、非CSS XZZXサーフェスコードは標準CSSの変形よりも優れている。 トポロジ的コードをこの固有のバイアスに合わせることで、Megaquopのフットプリントは、早期フォールトトレラント量子プロセッサにおけるハードウェアの大幅な削減のための経路を強調し、$p = 10^{-3}$の物理エラーレートを必要とする距離7コードで達成可能であることを示す。

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