論文の概要: Efficient Magic State Factory Via Transversal Non-Clifford Gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.16199v1
• Date: Mon, 15 Jun 2026 04:15:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-16 16:21:34.078298
• Title: Efficient Magic State Factory Via Transversal Non-Clifford Gate
• Title（参考訳）: 非クリフォードゲートを用いた高効率マジックステートファクトリー
• Authors: I-Chi Chen, Hrushikesh Pramod Patil, Huiyang Zhou, Andrew Sornborger,
• Abstract要約: マジックステートの準備は、フォールトトレラント量子コンピューティングの中心的な構成要素である。 コードスイッチングを用いたマジック状態準備のエンドツーエンドシミュレーションを行う。 本稿では2つの耐故障性魔法状態準備プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9038688902168008
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Magic-state preparation is a central component of fault-tolerant quantum computing. Recent theoretical and experimental successes in code-switch-based magic-state preparation have underscored the promise of these methods for quantum error correction. Similarly, magic-state cultivation has likewise been demonstrated in both numerical and experimental settings. However, a thorough comparison between magic-state cultivation and code-switch-based magic-state factories is still missing. In this work, we carry out end-to-end simulations of magic-state preparation using code switching and compare its resource requirements and performance against magic-state cultivation. As part of this analysis, we develop a lattice-surgery protocol for transfer between the doubled color code and the rotated surface code. We extend the complete code-switching protocol to the $d=5$ doubled color code and perform the corresponding end-to-end simulations. Finally, we propose two fault-tolerant magic-state preparation protocols that combine phase-kickback checks with a transversal non-Clifford gate.
• Abstract（参考訳）: マジックステートの準備は、フォールトトレラント量子コンピューティングの中心的な構成要素である。 コードスウィッチに基づくマジック状態準備の最近の理論的および実験的成功は、これらの手法の量子誤り訂正の可能性を裏付けている。 同様に、マジックステートの栽培も数値と実験の両方で実証されている。 しかし、マジックステート栽培とコードスウィッチベースのマジックステート工場との徹底的な比較はいまだに欠けている。 そこで本研究では,コードスイッチングによるマジックステートのエンド・ツー・エンドシミュレーションを行い,そのリソース要求と性能をマジックステートの栽培と比較する。 この分析の一環として,2次元カラーコードと回転曲面コード間の転送のための格子探索プロトコルを開発した。 完全なコードスイッチングプロトコルを$d=5$のカラーコードに拡張し、対応するエンドツーエンドシミュレーションを実行する。 最後に,位相キックバックチェックと非クリフォードゲートを併用した2つの耐故障性マジックステートプロトコルを提案する。

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