論文の概要: Noise Limits on Fault-Tolerant Fermionic Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.09467v1
- Date: Tue, 08 Sep 2026 21:33:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-10 19:44:08.821473
- Title: Noise Limits on Fault-Tolerant Fermionic Quantum Computing
- Title（参考訳）: フォールトトレラントフェルミオン量子コンピューティングにおけるノイズ限界
- Abstract要約: これまでの研究は、局所偏極雑音の上限を、Tゲートセットの普遍クリフォードを用いて構築された回路に対して$approx 45%$に制限してきた。
本研究では、非ガウス資源普遍ゲートセットとのマッチングゲートを用いた類似の手法を用いて、フェルミオン量子コンピューティングにおいて、$p=(8 - 2 sqrt6)/5$または$approx 62%$の極限を求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Determining the highest amount of noise that quantum circuits can handle is an interesting and crucial task in the development of fault-tolerant quantum computation. Previous work has constrained this upper limit for local depolarizing noise to $\approx 45~\%$ for circuits constructed using the universal Clifford with T gate set by finding the noise threshold where the gate set loses universality. In this work, we use a similar method with the matchgate with non-Gaussian resource universal gate set to find a limit of $p=(8 - 2 \sqrt{6})/5$ or $\approx 62~\%$ for fermionic quantum computing that is independent of circuit depth. To do this, we use Uhlmann-Wootters concurrences for a 4-mode fermionic Choi state representing a resourceful gate combined with local depolarizing noise to determine when the combined channel is convex Gaussian. These bounds are not directly comparable due to differences in noise model making the bound of $\approx 62~\%$ the best known for fermions.
- Abstract（参考訳）: 量子回路が扱える最高のノイズの量を決定することは、フォールトトレラント量子計算の開発における興味深い重要な課題である。
従来の研究は、局所偏極雑音の上限を、ゲートセットが普遍性を失うノイズしきい値を見つけることによって、Tゲートセットの普遍クリフォードを用いて構築された回路に対して$\approx 45~\%$に制限してきた。
本研究では、回路深さに依存しないフェルミオン量子コンピューティングにおいて、同様の手法と非ガウス資源普遍ゲートセットとのマッチングを用いて、$p=(8 - 2 \sqrt{6})/5$または$\approx 62~\%$の極限を求める。
これを実現するために、Uhlmann-Woottersコンカレンスを用いて、資源の多いゲートを表す4モードのフェルミオンChoi状態と局所偏極ノイズを組み合わせて、結合チャネルが凸ガウス的であるかどうかを決定する。
これらの境界は、ノイズモデルの違いにより、$\approx 62~\%$がフェルミオンで最もよく知られた値となるため、直接的に比較されない。
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