論文の概要: Performance Limits of Fault-Tolerant Quantum Error Correction Schemes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.24501v1
• Date: Sat, 23 May 2026 10:17:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-26 19:50:18.139247
• Title: Performance Limits of Fault-Tolerant Quantum Error Correction Schemes
• Title（参考訳）: フォールトトレラント量子誤差補正方式の性能限界
• Authors: Lorenzo Valentini, Diego Forlivesi, Marco Chiani,
• Abstract要約: 限られた構造情報を用いたShor-style FT-QECスキームの故障確率のバウンダリを導出する。 本分析では,回路レベルの欠陥から発生するエラーの復号化と残差エラーの2つの要因を分離,定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.119151462781442
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum error correction (QEC) is essential for realizing scalable quantum computation. However, when evaluating its benefits, most analyses assume idealized components, overlooking the imperfections inherent in realistic fault-tolerant (FT) implementations. In this paper, we investigate the performance of QEC schemes taking into account that quantum gates and measurements are themselves error-prone. We derive bounds for the failure probability of Shor-style FT-QEC schemes using limited structural information, such as the number of flag qubits and quantum gates. Our analysis separates and quantifies two key contributors to the failure rate: decoding errors and residual errors arising from circuit-level faults. The derived bounds highlight fundamental limitations in Shor-style FT-QEC performance and quantify how circuit imperfections degrade error correction capabilities, under the assumption of depolarizing noise.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正(QEC)は、スケーラブルな量子計算を実現するために不可欠である。 しかしながら、その利点を評価する際、ほとんどの分析は、現実的フォールトトレラント(FT)実装に固有の不完全性を見越して、理想化されたコンポーネントを仮定する。 本稿では,量子ゲートと測定値自体がエラーを起こしていることを考慮し,QEC方式の性能について検討する。 フラグ量子ビット数や量子ゲート数などの限られた構造情報を用いてShor型FT-QECスキームの故障確率を導出する。 本分析では,回路レベルの欠陥から発生するエラーの復号化と残差エラーの2つの要因を分離,定量化する。 導出バウンダリは、ショアスタイルFT-QEC性能の基本的な制限を強調し、非偏極ノイズを仮定して、回路欠陥が誤り訂正能力を劣化させる方法の定量化を行う。

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