論文の概要: The Magic Scroll: Leveraging biased noise to improve magic state cultivation in register-based architectures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.09018v1
- Date: Mon, 10 Aug 2026 02:19:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-11 19:16:37.037474
- Title: The Magic Scroll: Leveraging biased noise to improve magic state cultivation in register-based architectures
- Title（参考訳）: The Magic Scroll: レジスタベースアーキテクチャのマジックステート培養を改善するためにバイアスノイズを活用する
- Abstract要約: 本稿では,2ビットレジスタを用いた6.6.6および4.8.8カラーコード,および2層および折り畳み曲面コードの実装方法を提案する。
本稿では,レジスタベースのアーキテクチャがフォールトトレラント量子コンピューティングにおいて,エラー率を向上し,量子ボリュームを削減する方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multiple quantum computing platforms across neutral atoms [1], nitrogen vacancy centres [2, 3], gate-defined dots [4-6] and 14|15 phosphorus atom qubits [7, 8] in silicon are experimentally exploring the use of high connectivity qubits, beyond that of nearest-neighbour planar lattices. Theoretical works consider modifications to fault-tolerant codes to leverage this higher qubit connectivity, such as non-local LDPC codes [9], inspiring superconducting [10] and photonic [11] platforms to also seek non-planar connectivity. In addition, separate theoretical works consider biased noise, where bit- and phase-flip errors are not equally likely. In this work, we present efficient methods for implementing 6.6.6 and 4.8.8 colour codes, as well as bilayer and folded surface codes, using two-qubit registers. We also leverage noise bias to avoid hook errors, demonstrating comparable performance to the surface code. By combining colour and bilayer codes, we show how magic state cultivation procedures [12-14] can be improved, in a procedure we refer to as the Magic Scroll. Not only does the Magic Scroll escape to a standard surface code, it also improves cultivation volumes by 3x and supports magic $|T\rangle$ state fidelities as low as $10^{-9}$. We show that this technique can be further leveraged to improve distillation performance, showing a 3x improvement to distillation volumes for error rates of $\sim 10^{-15}$. Through these constructions, we demonstrate techniques to leverage noise bias and high qubit connectivity, showing how register-based architectures can improve error rates and reduce quantum volumes in fault-tolerant quantum computing.
- Abstract（参考訳）: シリコン中の中性原子[1]、窒素空孔中心[2,3]、ゲート定義点[4-6]、14|15リン原子量子ビット[7,8]の複数の量子コンピューティングプラットフォームは、近隣の平面格子よりも高い接続量子ビットの使用を実験的に検討している。
理論的には、非局所LDPC符号[9]、超伝導 [10]、フォトニック [11] プラットフォームなど、この高量子ビット接続を活用するためにフォールトトレラント符号の変更を検討する。
さらに、別の理論的研究は、ビットと位相フリップの誤差が等しくないバイアスノイズを考慮に入れている。
本研究では,2ビットレジスタを用いた6.6.6および4.8.8カラーコード,および2層および折り畳み曲面コードの実装方法を提案する。
また、ノイズバイアスを利用してフックエラーを回避し、表面コードに匹敵するパフォーマンスを示します。
カラーコードと2層コードを組み合わせることで,マジック・スクロール(Magic Scroll)と呼ばれる手法を用いて,マジックステート培養法(12～14)をいかに改善できるかを示す。
Magic Scrollは標準的な表面コードに逃れるだけでなく、栽培量も3倍に改善し、マジック$|T\rangle$状態忠実度を10-9$までサポートしている。
以上の結果から, この技術は蒸留性能の向上にさらに有効であり, 蒸留量の3倍の誤差率を$\sim 10^{-15}$で示している。
これらの構成を通じて、ノイズバイアスと高量子ビット接続を利用する手法を実証し、レジスタベースのアーキテクチャがフォールトトレラント量子コンピューティングにおいてエラー率を向上し、量子量を削減する方法を示す。
関連論文リスト
- On the Design of Qwen3.8-Next Architecture: Evaluation, Efficiency, and Training Stability [57.03393882933515]
Qwen3.8-Flash-Nextは125Bパラメータ、トークンあたり6Bアクティベートされ、加速器から保持されるn-gram埋め込みテーブルの51Bパラメータを持つスパースミックス・オブ・エキスパートモデルである。
トレーニング前の14のベンチマークでは、このモデルは前モデルの397B-A17Bを8点、残りを少なくとも2.6ポイント、アクティベートされたパラメータが1/3、トレーニングトークンが1/3、トレーニング用FLOPが1/9であった。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-08-31T06:35:07Z) - Towards Ultra-High-Rate Quantum Error Correction with Reconfigurable Atom Arrays [8.259838694706275]
基底アフィン置換行列上の新しい構造条件により、エンコーディングレートが1/2$を超えると、中性原子配列の効率的な実装と互換性がある。
効率的なシンドローム抽出と原子再構成をサポートする超高レート量子符号のファミリーが共同設計されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-04-17T16:19:55Z) - Enhancing Kerr-Cat Qubit Coherence with Controlled Dissipation [64.05054054401175]
Kerr-cat qubit (KCQ) はボゾン量子プロセッサである。
KCQはオンチップアーキテクチャや高忠実度操作と実験的に互換性がある。
KCQ におけるビットフリップ時間は、キュービット多様体からの漏れによって制限されるという直接的な証拠を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-02T17:58:36Z) - Unfolded distillation: very low-cost magic state preparation for biased-noise qubits [1.8749305679160366]
バイアスノイズ量子ビットに対する低コストなマジックステート蒸留法を提案する。
論理的忠実度は、より控えめなノイズバイアスが$eta gtrsim 80$であっても、ほぼ同じである。
我々の構成は、アダマール3次元量子リード・ミュラー符号の$X$安定化群を2Dで展開することに基づいている。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-16T18:00:00Z) - Breaking even with magic: demonstration of a high-fidelity logical non-Clifford gate [1.6986469299341722]
本研究では、8つの物理量子ビットしか使用しない量子エラー検出符号において、一対の論理的マジック状態をフォールトトレラントに生成するためのマジック状態準備プロトコルを提案する。
このプロトコルは, 空間的オーバーヘッドの少ない極めて高忠実なマジック状態を生成するために, 自己結合可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-17T16:23:47Z) - 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) - Scaling and logic in the color code on a superconducting quantum processor [109.61104855764401]
本稿では,超伝導プロセッサ上でのカラーコードのデモを行い,論理的誤りの抑制と論理的操作を行う。
汎用計算の鍵となるマジックステートを注入し、選択後99%以上の忠実性を達成する。
この研究は、超伝導プロセッサ上でのフォールトトレラント量子計算を実現するための、魅力的な研究方向としてカラーコードを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-18T19:00:05Z) - Low-overhead magic state distillation with color codes [1.3980986259786223]
非クリフォードゲートのフォールトトレラント実装は、普遍的なフォールトトレラント量子コンピューティングを実現する上で大きな課題である。
本研究では,15-to-1蒸留回路と格子手術に基づく2つの蒸留方式を提案する。
与えられた目標不確実性に到達するためには、我々のスキームは、カラーコードに対する以前の最高のマジック状態蒸留スキームよりも、およそ2桁少ないリソースを必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-12T02:20:17Z) - Quantum computation on a 19-qubit wide 2d nearest neighbour qubit array [59.24209911146749]
本稿では,1次元に制約された量子ビット格子の幅と物理閾値の関係について検討する。
我々は、表面コードを用いた最小レベルのエンコーディングでエラーバイアスを設計する。
このバイアスを格子サージャリングサーフェスコードバスを用いて高レベルなエンコーディングで処理する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-03T06:16:07Z) - The cost of universality: A comparative study of the overhead of state
distillation and code switching with color codes [63.62764375279861]
回路雑音下での2次元カラーコードにおけるTゲートの2つのFT実装を比較した。
コードスイッチングによりTゲートに対して0.07(1)%の回路ノイズ閾値を求める。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-06T19:00:01Z)
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。