論文の概要: Transversal Fanout for Fault Tolerant Distributed Quantum Computing: Analysis and Application
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.08233v1
- Date: Tue, 08 Sep 2026 04:26:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 17:02:40.036864
- Title: Transversal Fanout for Fault Tolerant Distributed Quantum Computing: Analysis and Application
- Title（参考訳）: フォールトトレラント分散量子コンピューティングのためのTransversal Fanout:解析と応用
- Abstract要約: 本研究では、フォールトトレラント分散量子コンピューティングにおいて、論理ファンアウト演算を実装するための資源効率の高い手法について検討する。
我々は、符号化されたブロックの構造と、分散ファンアウト回路を構築するための符号化された論理演算の可用性を利用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.720960618356385
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study a resource-efficient approach for implementing logical fanout operations in fault-tolerant distributed quantum computing using transversal operations on quantum error-correcting code blocks. Logical fanout, comprising multiple controlled-NOT operations from a common control qubit to target qubits located at remote nodes, is an important primitive for distributed quantum computation but can require substantial non-local communication when implemented directly between encoded blocks. We exploit the structure of encoded blocks and the availability of transversal logical operations to construct distributed fanout circuits that reduce the required non-local operations while preserving the logical action of the fanout operation. The construction is developed for encoded quantum information and illustrated using Bivariate Bicycle (BB)-code blocks. We analyze the resulting physical gate, entanglement, circuit-depth, and ancilla requirements. The approach provides a systematic method for implementing large logical fanout operations across distributed error-corrected quantum processors. Also, we study a distributed implementation of the global gate GCZ involving logical qubits (encoded using BB-code blocks), exploiting the concurrency in transversal distributed fanouts.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子誤り訂正符号ブロックの逆演算を用いたフォールトトレラント分散量子コンピューティングにおいて,論理ファンアウト演算を実装するための資源効率の高い手法について検討する。
論理ファンアウトは、共通制御量子ビットからリモートノードに位置するターゲット量子ビットへの複数の制御NOT操作で構成され、分散量子計算において重要なプリミティブであるが、エンコードされたブロック間で直接実装された場合、かなりの非ローカル通信を必要とする。
我々は、符号化されたブロックの構造とトランスバーサル論理演算の可用性を利用して、ファンアウト演算の論理動作を保ちながら、必要な非局所演算を削減できる分散ファンアウト回路を構築する。
この構造は量子情報を符号化するために開発され、バイバリケート自転車 (BB) コードブロックを用いて説明されている。
本研究は, 物理的ゲート, 絡み合い, 回路深度, およびアシラ要求を解析した。
このアプローチは、分散エラー修正量子プロセッサ間で大きな論理ファンアウト演算を実装するための体系的な方法を提供する。
また,グローバルゲートGCZにおける論理量子ビット(BB符号ブロックで符号化)の分散実装について検討し,分散ファンアウトの並列性を利用した。
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