論文の概要: Towards logical entanglement creation in trivalent planar architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15044v1
• Date: Thu, 16 Jul 2026 14:22:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.134126
• Title: Towards logical entanglement creation in trivalent planar architectures
• Title（参考訳）: 三価平面構造における論理的絡み合いの生成に向けて
• Authors: Lukas Bödeker, Luis Colmenarez, Sergey Blinov, Ants Remm, Simon Gustavsson, Markus Müller,
• Abstract要約: 低オーバヘッドの量子誤り訂正スキームは、複数の論理量子ビットを含むレジスタ上での量子計算を可能にするために不可欠である。 最近の研究によると、次数3の物理量子ビット接続は、フォールトトレラントな量子誤り訂正を実装するのに十分である。 このような三価アーキテクチャの文脈における格子手術について検討し、その実装にスケーラブルな回路構成を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8051523919648371
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Low-overhead quantum error-correction schemes are essential for enabling quantum computation on registers containing multiple logical qubits. For planar architectures with limited nearest-neighbor qubit connectivity, the surface code has emerged as the leading paradigm. Recent theoretical and experimental work has shown that a physical-qubit connectivity of degree three is sufficient to implement fault-tolerant quantum error correction. In this work, we study lattice surgery in the context of such trivalent architectures and introduce scalable circuit constructions to implement it. Compared with the four-valent measurement scheme, the trivalent lattice-surgery protocol reduces the required resources by $\mathcal{O}(d)$ qubits out of a total qubit count of $\mathcal{O}(d^2)$ and by $\mathcal{O}(d)$ two-qubit gates out of a total two-qubit gate count of $\mathcal{O}(d^3)$. We benchmark the logical fidelity of both lattice-surgery schemes in terms of experimentally realistic simulations targeting an implementation with a fluxonium qubit based architecture and find a potential improvement of up to $\approx25\%$ for distance-three. These results open a way for scalable planar trivalent qubit architectures to host a surface-code-based logical quantum processor.
• Abstract（参考訳）: 低オーバヘッドの量子誤り訂正スキームは、複数の論理量子ビットを含むレジスタ上での量子計算を可能にするために不可欠である。 最寄りの量子ビット接続に制限がある平面アーキテクチャでは、表面コードは主要なパラダイムとして現れている。 最近の理論的、実験的研究により、次数3の物理量子ビット接続はフォールトトレラントな量子誤差補正を実装するのに十分であることが示された。 本研究では,3価アーキテクチャの文脈における格子手術について検討し,その実装にスケーラブルな回路構成を導入する。 4価の計測法と比較すると、3価の格子サージェリープロトコルは必要なリソースを$\mathcal{O}(d)$ qubitsで、合計のqubit count of $\mathcal{O}(d^2)$と$\mathcal{O}(d)$2-qubit gatesで、合計の2-qubit gate count of $\mathcal{O}(d^3)$で減らす。 本研究では,フラクトロニウム量子ビットアーキテクチャを用いた実装をターゲットとした実験現実的なシミュレーションにより,両者の格子サージェリング方式の論理的忠実度をベンチマークし,距離3に対して最大$\approx25\%の潜在的な改善を見出した。 これらの結果は、曲面コードベースの論理量子プロセッサをホストするスケーラブルな平面3価量子ビットアーキテクチャを実現する。

関連論文リスト

• Explicit Block Encodings of Discrete Laplacians with Mixed Boundary Conditions [45.88028371034407]
  ブロック符号化は、量子回路内の行列データにアクセスする標準的な方法を提供する。 ラプラシアンの有限差分離散化の符号化を効率的にブロックするための統一的な枠組みを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-12T19:35:16Z)
• A Scalable Distributed Quantum Optimization Framework via Factor Graph Paradigm [46.08923284345648]
  分散量子最適化のための構造認識フレームワークを提案する。 検索スペースが$N$の場合、我々のフレームワークはプロセッサやセパレータに依存した要素に対して$O(sqrtN)$クエリ複雑性を達成する。 構造を考慮した分解は、量子ネットワーク上でのスケーラブルな分散量子最適化に実践的な道をもたらすことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-08T15:15:52Z)
• Exploiting Movable Logical Qubits for Lattice Surgery Compilation [43.290156259065554]
  我々は,論理格子手術CNOTゲートにおいて,移動可能な論理量子ビットをテレポーテーションにより利用することによって,パラダイムシフトを導入する。 数値シミュレーションにより,提案手法は経路回路の深さを大幅に低減できることが示された。 当社のメソッドのオープンソース実装はGitHubで公開されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-12-03T19:00:04Z)
• Architectural Approaches to Fault-Tolerant Distributed Quantum Computing and Their Entanglement Overheads [0.0]
  分散量子コンピューティング(DQC)プラットフォーム上でのフォールトトレラント量子計算は、リソース要件とノイズ閾値を慎重に評価する必要がある。 タイプ1アーキテクチャはGHZ(Greenberger-e-Zeilinger)状態を介して接続された小さな量子ノードで構成され、非局所安定化器の測定を可能にする。 タイプ2アーキテクチャは、大規模なエラー訂正コードブロックを複数のモジュールに分散しており、ほとんどの安定化器はローカルのままである。 Type 3アーキテクチャは、異なるモジュールにコードブロックを割り当て、格子ゲート、格子手術、テレポーテーションのようなフォールトトレラントな操作を実行できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-17T18:14:38Z)
• Demonstration of a Logical Architecture Uniting Motion and In-Place Entanglement: Shor's Algorithm, Constant-Depth CNOT Ladder, and Many-Hypercube Code [23.109092385238526]
  最寄りのゲートを経由したキュービット運動と入射絡みを結合した代替アーキテクチャを提案し,実験的に実現する。 提案手法は、全接続性を維持しつつ、キュービットの動作オーバーヘッドを最小限に抑える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-16T16:55:42Z)
• Realizing Lattice Surgery on Two Distance-Three Repetition Codes with Superconducting Qubits [31.25958618453706]
  2つの距離3の繰り返し符号量子ビット間の格子手術を1つの距離3の曲面符号量子ビットに分割して示す。 我々は、類似の非符号化回路と比較して、復号化$ZZ$論理2ビットオブザーバブルの値を改善する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-08T16:49:27Z)
• Demonstrating dynamic surface codes [118.67046728951689]
  曲面符号の3つの時間力学的実装を実験的に実証した。 まず、曲面コードを六角格子上に埋め込んで、キュービットあたりの結合を4つから3つに減らした。 第二に、サーフェスコードを歩き、データの役割を交換し、各ラウンドごとにキュービットを測定し、蓄積した非計算エラーの組込み除去による誤り訂正を達成する。 第3に、従来のCNOTの代わりにiSWAPゲートを用いた表面コードを実現し、追加のオーバーヘッドを伴わずに、エラー訂正のための実行可能なゲートセットを拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-18T21:56:50Z)
• How to fault-tolerantly realize any quantum circuit with local operations [0.0]
  任意の量子ビット間のゲートを含む一般的な量子回路を実現する方法を示す。 回路レベルの局所雑音モデリングは、元の回路の局所雑音と等価であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-21T15:12:40Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。