論文の概要: Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.06455v1
- Date: Thu, 04 Jun 2026 17:49:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-05 22:39:45.009782
- Title: Breakeven demonstration of quantum low-density parity-check codes
- Title（参考訳）: 量子低密度パリティチェック符号の破壊的実証
- Authors: Edwin Tham, Michael L. Goldman, Shantanu Debnath, Ashay N. Patel, Jyothi Saraladevi, Jason Nguyen, Erik Nielsen, Neal Pisenti, Kenneth Wright, John Gamble, Nicolas Delfosse,
- Abstract要約: 我々は、捕捉された量子コンピュータの柔軟性を活用して、9つの量子誤り訂正符号を実証する。
4つの論理量子ビットを18個の物理量子ビットに符号化したqLDPC符号により、論理誤り率を9倍に向上する。
我々の実装では、いくつかのケースでは、閉じ込められたイオン量子ビットと同等またはわずかに比較して、キュービットの寿命を達成している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8910173568215413
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-rate quantum low-density parity-check (qLDPC) codes are a leading candidate for fault-tolerant quantum computing. They feature higher encoding rates than planar alternatives such as the surface code, but their implementation often entails significant hardware hurdles like the need for long-range couplers. We leverage the flexibility of a trapped-ion quantum computer to demonstrate nine quantum error-correcting codes with starkly different qubit connectivity requirements on a single device without any hardware reconfiguration. These experiments span three families of quantum error-correcting codes: qLDPC codes, topological codes, and concatenated codes. With a qLDPC code encoding 4 logical qubits into 18 physical qubits, we achieve a logical error rate up to $9\times$ better than a previous demonstration of a similar code on superconducting solid-state qubits. Moreover, our implementation exhibits breakeven performance, with some instances achieving qubit lifetimes comparable to or slightly exceeding that of our trapped-ion qubits. We use a novel implementation of the optical-metastable-ground (OMG) architecture for addressable mid-circuit measurement and reset, which enables us to perform these experiments without any ion transport or dedicated coolant ions, requirements that typically consume a large fraction of the runtime or ion count of trapped-ion quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 高速量子低密度パリティチェック(qLDPC)符号は、フォールトトレラント量子コンピューティングの主要な候補である。
彼らは表面コードのような平面的な代替品よりも高いエンコーディング率を特徴としているが、その実装は長距離カプラの必要性など、ハードウェア上の大きなハードルを伴っていることが多い。
我々は、トラップオン量子コンピュータの柔軟性を活用し、ハードウェア再構成なしで単一のデバイス上で、非常に異なる量子ビット接続要求を持つ9つの量子エラー訂正符号を実証する。
これらの実験は、qLDPC符号、位相符号、連結符号の3種類の量子誤り訂正符号からなる。
4つの論理量子ビットを18個の物理量子ビットに符号化したqLDPC符号により、超伝導固体量子ビット上の類似符号の以前のデモよりも9\times$の論理誤り率が得られる。
さらに,本実装では,留置されたイオン量子ビットに匹敵する,あるいはわずかに超えた量子ビット寿命を達成する場合もあれば,破滅的な性能を示す。
我々は、イオン輸送や専用の冷却剤イオンを使わずにこれらの実験を行えるようにし、典型的には、捕捉されたイオン量子コンピュータのランタイムやイオン数の大部分を消費する要件である。
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