論文の概要: Surface code logical operations on a superconducting quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.01473v1
• Date: Wed, 01 Jul 2026 21:07:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-03 19:45:08.59354
• Title: Surface code logical operations on a superconducting quantum processor
• Title（参考訳）: 超伝導量子プロセッサ上での表面コード論理演算
• Authors: Weiping Lin, Shaojun Guo, Yuwei Ma, Zhengzhong Yi, Kai Zhang, Jiahao Bei, Jianbin Cai, Sirui Cao, Danning Chen, Guoben Chen, Jianguo Chen, Kefu Chen, Xiawei Chen, Zhe Chen, Zhiyuan Chen, Zihua Chen, Wenhao Chu, Hui Deng, Xun Ding, Zhuzhengqi Ding, Yajie Du, Bo Fan, Daojin Fan, Yuanhao Fu, Dongxin Gao, Ming Gong, Jiacheng Gui, Cheng Guo, Lianchen Han, Tan He, Linyin Hong, Yisen Hu, He-Liang Huang, Yong-Heng Huo, Chenyan Jiang, Lei Jiang, Tao Jiang, Wei Jiang, Zuokai Jiang, Dayu Li, Dongdong Li, Jiaqi Li, Jinjin Li, Junyun Li, Shaowei Li, Wei Li, Xu Li, Yuan Li, Yuhuai Li, Futian Liang, Nanxing Liao, Jin Lin, Maliang Liu, Yancheng Liu, Haoxin Lou, Kailiang Nan, Meijuan Nie, Le Niu, Wenyi Peng, Haoran Qian, Hao Rong, Tao Rong, Yanyan Shao, Huiyan Shen, Qiong Shen, Ganlin Song, Hong Su, Feifan Su, Chenyin Sun, De Sun, Liangchao Sun, Tianzuo Sun, Yingxiu Sun, Yimeng Tan, Jun Tan, Shibiao Tang, Yueyang Tang, Wenbing Tu, Jiafei Wang, Biao Wang, Chang Wang, Chen Wang, Chu Wang, Jian Wang, Rui Wang, Shengtao Wang, Xinzhe Wang, Zhi Wang, Zuolin Wei, Gang Wu, Yulin Wu, Hongjun Xia, Shouzhong Xia, Shiyong Xie, Zhilin Xie, Liang Xiong, Jianping Xu, Yan Xu, Yu Xu, Chun Xue, Kai Yan, Xin Yan, Weifeng Yang, Xinpeng Yang, Yang Yang, Yicheng Yang, Yangsen Ye, Zhenping Ye, Jianghan Yin, Chong Ying, Jiale Yu, Qinjing Yu, Chen Zha, Shaoyu Zhan, Cha Zhang, Fang Zhang, Haibin Zhang, He Zhang, Huanmei Zhang, Kaili Zhang, Qipeng Zhang, Shijia Zhang, Wen Zhang, Xin Zhang, Yiming Zhang, Yongzhuo Zhang, Ziying Zhang, Guming Zhao, Xintao Zhao, Youwei Zhao, Zhong Zhao, Luyuan Zheng, Fei Zhou, Liang Zhou, Naibin Zhou, Chengjun Zhu, Qingling Zhu, Yongsheng Zhu, Guihong Zou, Haonan Zou, Qiang Zhang, Chao-Yang Lu, Jianxin Chen, Cheng-Zhi Peng, Fusheng Chen, XiaoBo Zhu, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: 107量子ビット超伝導量子プロセッサ上で,パッチベースのサーフェスコード論理処理の鍵となる要素を実験的に実現した。 本研究は, 保護論理メモリからアクティブでパッチベースの耐故障性論理演算まで, 超伝導表面符号実験を前進させるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 66.1042398805403
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computation requires logical operations that manipulate encoded information while preserving quantum error-correction protection. In planar surface-code architectures, code deformation and lattice surgery provide a local, measurement-based route to such operations. Here we experimentally realize key elements of patch-based surface-code logical processing on a 107-qubit superconducting quantum processor. We first implement a reusable primitive layer comprising merge and split, patch expansion and shrinkage, and deformations mediated by domain walls and twist defects. We then compose these primitives to realize logical state routing, the logical controlled-NOT gate, and the single-qubit Hadamard and phase gates, which together form a Clifford-generating set. All operations are implemented on distance-three rotated surface-code patches with multi-round syndrome extraction and neural-network decoding, without post-selection. Our results advance superconducting surface-code experiments from protected logical memory to active, patch-based fault-tolerant logical operations.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子計算は、量子エラー補正保護を保ちながら符号化された情報を操作する論理演算を必要とする。 平面表面符号アーキテクチャでは、コード変形と格子手術はそのような操作に対する局所的、測定に基づく経路を提供する。 ここでは107量子ビット超伝導量子プロセッサ上でのパッチベースのサーフェスコード論理処理の鍵となる要素を実験的に実現する。 まず、マージと分割、パッチ拡張と縮小、およびドメイン壁とねじれ欠陥を介する変形を含む再利用可能なプリミティブ層を実装した。 次に、これらのプリミティブを構成して論理状態ルーティング、論理制御NOTゲート、単一ビットアダマールおよび位相ゲートを実現し、クリフォード生成集合を形成する。 全ての操作は、複数ラウンドのシンドローム抽出とニューラル・ネットワーク・デコーディングを備えた、遠隔3回転表面コードパッチで、選択後なしで実装される。 本研究は, 保護論理メモリからアクティブでパッチベースの耐故障性論理演算まで, 超伝導表面符号実験を前進させるものである。

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