論文の概要: Error Suppression in Distributed Quantum Computing with Heterogeneous-Distance Lattice Surgery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.26784v1
- Date: Tue, 22 Sep 2026 17:56:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-24 01:05:39.780423
- Title: Error Suppression in Distributed Quantum Computing with Heterogeneous-Distance Lattice Surgery
- Title（参考訳）: 不均一距離格子手術による分散量子コンピューティングにおける誤差抑制
- Abstract要約: 本研究では, 8-data-patch ancilla-mediated (8-DAM) アーキテクチャを用いて, 分散ヘテロジニアス・ディスタンス格子手術を行った。
このアーキテクチャでは、QPU間の境界にまたがる中央アンシラが拡大され、データパッチは距離$d$を保持する。
また、8-DAMレイアウトが4つの論理データキュービット間の2つの同時分散論理CNOT操作を1つの拡張アンシラを用いてどのようにサポートするかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5094501262230612
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Distributed quantum computing requires fault-tolerant operations across inter-QPU links that can be substantially noisier than local gates. Uniformly increasing code distance provides additional protection but also enlarges data patches used for local storage and computation. Here, we introduce distributed heterogeneous-distance lattice surgery using an eight-data-patch ancilla-mediated (8-DAM) architecture, which will be useful for near-term quantum devices with less qubit overhead. In this architecture, the central ancilla spanning the inter-QPU boundary is enlarged while the data patches retain distance $d$. The protocol uses traveling stabilizers to suppress hook errors during merge and split operations between these unequal-distance patches. Circuit-level simulations of rotated surface codes at fixed local depolarizing noise show that logical-readout error rates depend only weakly on link noise. The resulting advantage over conventional lattice surgery grows as link errors increase. Comparisons with uniform distance implementations demonstrate comparable logical error suppression with reduced physical-qubit overhead. We also demonstrate how 8-DAM layouts support two simultaneous distributed logical CNOT operations between four logical data qubits using a single enlarged ancilla. At higher link noise, this construction yields lower logical error rates and more stability than two independent distributed logical CNOTs. These results support selective ancilla enlargement as a resource-efficient approach to fault-tolerant distributed quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 分散量子コンピューティングは、ローカルゲートよりもかなりノイズの多いQPU間リンク間のフォールトトレラントな演算を必要とする。
コード距離の均一な増加は、さらなる保護を提供すると同時に、ローカルストレージや計算に使用されるデータパッチを拡大する。
そこで本研究では, 8-data-patch ancilla-mediated (8-DAM) アーキテクチャを用いた分散ヘテロジニアス・ディスタンス格子手術について述べる。
このアーキテクチャでは、QPU間の境界にまたがる中央アンシラが拡大され、データパッチは距離$d$を保持する。
このプロトコルは、移動安定化器を使用して、これらの不等距離パッチ間のマージと分割操作中のフックエラーを抑制する。
固定局所偏極雑音における回転曲面符号の回路レベルシミュレーションは、論理的読み出し誤差率がリンクノイズに弱いだけに依存することを示している。
従来の格子手術に対する利点は、リンクエラーの増加に伴って増大する。
均一距離実装との比較では、物理ビットオーバーヘッドの低減による論理的誤りの抑制が同等である。
また、8-DAMレイアウトが4つの論理データキュービット間の2つの同時分散論理CNOT操作を1つの拡張アンシラを用いてどのようにサポートするかを示す。
リンクノイズが高い場合、この構造は2つの独立した分散論理CNOTよりも低い論理誤差率と高い安定性をもたらす。
これらの結果は、フォールトトレラントな分散量子コンピューティングに対するリソース効率の高いアプローチとして、選択的アンシラ拡大をサポートする。
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