論文の概要: Sampling hard circuits with verifiably high fidelity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.25941v1
• Date: Tue, 28 Jul 2026 16:26:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-29 20:50:42.918456
• Title: Sampling hard circuits with verifiably high fidelity
• Title（参考訳）: 高い忠実度を有するハード回路のサンプリング
• Abstract要約: 量子符号の符号化を許す構造化回路を導入する。 これにより、高い回路深度で高い忠実度を同時に到達し、実験的な忠実度を証明できる。 提案は70ドル、深さ70ドル、クリフォード回路は468ドル、ゲートは468ドルだ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9840002506848337
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Sampling-based proposals are prominent candidates for demonstrating quantum computations beyond the reach of classical supercomputers. However, it has been difficult to combine their complexity-theoretic hardness with two capabilities needed for scalable quantum computing more generally: suppressing hardware errors, and verifying the quantum computation itself. Here we address both issues by introducing structured circuits, which, in addition to provable hardness guarantees, admit an encoding in a quantum code. This allows us to simultaneously reach high fidelities at high circuit depths, and to certify an experimental fidelity via the circuit structure and measurement of code syndromes. The resulting certificate is device dependent, but requires substantially weaker noise assumptions than existing fidelity proxy benchmarks. We demonstrate our proposal with a $70$-qubit, depth-$70$ Clifford circuit doped with $468$ $T$ gates. We use a total of $97$ physical qubits to encode this computation in spacetime codes, effectively suppressing gate error rates by $10\times$ after syndrome post-selection, and yielding a state with a fidelity lower bound of $0.284$ with $95\%$ confidence. Our construction is a systematic method for promoting a stabilizer state to a magic state while keeping an error-detected fidelity certificate.
• Abstract（参考訳）: サンプリングに基づく提案は、古典的なスーパーコンピュータの範囲を超えて量子計算を実証するための顕著な候補である。 しかし、ハードウェアエラーの抑制と量子計算自体の検証という、より一般的にスケーラブルな量子コンピューティングに必要な2つの機能と複雑性理論の硬さを組み合わせることは困難である。 ここでは、保証可能な硬さの保証に加えて、量子符号の符号化を認める構造化回路を導入することにより、両方の問題に対処する。 これにより、高い回路深度で高い忠実度に同時に到達でき、回路構造とコードシンドロームの測定を通じて実験的忠実度を証明できる。 結果として得られた証明書はデバイスに依存しているが、既存のフィデリティプロキシベンチマークよりもかなり弱いノイズ仮定を必要とする。 提案は70ドル、深さ70ドル、クリフォード回路は468ドル、ゲートは468ドルだ。 我々は、この計算を時空符号でエンコードするために合計9,7$の物理量子ビットを使用し、ゲートエラー率を10\times$で効果的に抑制し、信頼度が0.284$で9,5\%の状態を出力する。 提案手法は, 誤り検出された忠実度証明書を保持しつつ, 安定化状態のマジック状態への促進を行うための体系的手法である。

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