論文の概要: Symmetry and AI-assisted discovery of magic-state factories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.06535v1
• Date: Mon, 05 Oct 2026 15:36:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-09 07:41:02.826747
• Title: Symmetry and AI-assisted discovery of magic-state factories
• Title（参考訳）: マジックステートファクトリーの対称性とAIによる発見
• Abstract要約: マジックステート蒸留は、フォールトトレラント量子コンピューティングの主要なリソースコストである。 我々はこの体制を探索するための対称性とAI支援手法を開発した。 我々は,量子コミュニティのためのマジックステート蒸留プロトコルの,能動的かつオープンソースリポジトリの構築に着手する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3020046969210577
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Magic-state distillation is a major resource cost in fault-tolerant quantum computing. The cost of a magic-state factory depends strongly on its failure rate, which grows with the number of input magic states. Although symmetry-restricted methods have recently made distance two searches tractable, distance three and above have remained elusive at moderate input counts. We develop symmetry- and AI-assisted methods to search this regime. We present a unified binary-matrix formulation encompassing both triorthogonal-code and direct circuit searches. We show that distance at least three is equivalent to nonzero, pairwise distinct syndromes, separating the choice of syndromes from the search for compatible output gates. We restrict the syndrome search using group symmetry and language-model agents, followed by deterministic solving and independent verification. Our searches yield 699 factory classes, including 564 new ones. These include factories for pure-T states and factories with entangled outputs comprising combinations of T, CS, and CCZ magic states. The pure-T factories [[63, 11, 3]] and [[850, 128, 6]] achieve the lowest overhead exponents we know among protocols with at most 100 and 1000 inputs, respectively, with $γ= 1.589$ and $γ= 1.057$. Our [[1715, 287, 6]] factory, with $γ= 0.998$, is the smallest known pure-T factory with $γ< 1$. We also provide a context directory of search briefs and campaign notes with which readers can train their own agents and tailor the search to their requirements. With these results, we begin constructing an active, open-source repository of magic-state distillation protocols for the quantum community, supplemented by our methods and data, for the practical fault-tolerant quantum computing regime.
• Abstract（参考訳）: マジックステート蒸留は、フォールトトレラント量子コンピューティングの主要なリソースコストである。 マジックステートファクトリのコストは、入力されたマジックステートの数に応じて増加する失敗率に大きく依存する。 対称性に制限された手法は、最近2つの探索を抽出可能としたが、3以上の距離は適度な入力数で解き放たれたままである。 我々はこの体制を探索するための対称性とAI支援手法を開発した。 直交法と直交法の両方を包含した統合二項行列の定式化を提案する。 以上の結果から,少なくとも3つの距離は非ゼロ,ペアの異なるシンドロームと等価であり,適合するアウトプットゲートの探索から,シンドロームの選択を分離することが示唆された。 我々は、グループ対称性と言語モデルエージェントを用いたシンドローム検索を制限し、次いで決定論的解決と独立した検証を行う。 調査の結果,564の新規クラスを含む699のファクトリクラスが得られた。 純粋なT状態の工場や、T、CS、CCZのマジック状態の組み合わせからなる絡み合った出力の工場がある。 純Tファクトリ [[63, 11, 3] と [[850, 128, 6] は、少なくとも100と1000の入力を持つプロトコルの中で、最も低いオーバーヘッド指数を、それぞれ$γ=1.589$と$γ=1.057$で達成します。 我々の[[1715, 287, 6]ファクトリは、$γ=0.998$で、最小の純Tファクトリで$γ<1$である。 また,検索説明書やキャンペーンノートのコンテキストディレクトリも提供し,読者が自身のエージェントを訓練し,要求に応じて検索を調整することができるようにした。 これらの結果から,実用的なフォールトトレラント量子コンピューティング体制のために,我々の手法とデータによって補完された量子コミュニティのための,能動的かつオープンソースのマジックステート蒸留プロトコルのリポジトリの構築に着手した。

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