論文の概要: Logical gate set tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.19034v1
• Date: Tue, 13 Oct 2026 18:26:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-15 21:06:15.744177
• Title: Logical gate set tomography
• Title（参考訳）: 論理ゲートセットトモグラフィー
• Abstract要約: 論理GSTを用いて、普遍的な単一キュービット論理ゲートの自己整合特性を得る。 論理的GSTは、主に論理的パウリ確率的誤差を特定し、論理的非マルコフ性の証拠は見つからず、コヒーレントな論理的誤りの弱い潜在的なシグネチャを検出する。
• 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: Quantum error correction (QEC) can strongly suppress noise, but predicting whether a computation succeeds requires understanding not only how much effective noise persists after QEC, but what form that noise takes. To thoroughly characterize this noise, we introduce logical gate set tomography (``logical GST''). Logical GST produces detailed representations of noisy logical operations that can be used to derive higher-level metrics, such as gate fidelity and diamond distance, and to test for non-Markovian and coherent logical errors. We use logical GST to obtain the first full, self-consistent characterization of a universal single-qubit logical gate set, implemented in the seven-qubit Steane code using Quantinuum System Model H1, a 20-qubit trapped-ion quantum processor. In the experimental data from H1, logical GST identified predominantly logical Pauli-stochastic errors, found no evidence of logical non-Markovianity, and detected weak potential signatures of coherent logical error. By contrast, higher-shot datasets generated with Quantinuum's detailed system emulator, identify mechanisms for weak but statistically significant logical non-Markovianity and strong evidence of coherent logical error. Finally, we use logical GST to perform error attribution with the system emulator, revealing how specific physical error sources shape logical error mechanisms.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差補正(QEC)は、ノイズを強く抑制することができるが、計算が成功するかどうかを予測するには、QEC後にどれだけ有効なノイズが持続するかだけでなく、そのノイズがどのような形を取るかを理解する必要がある。 このノイズを徹底的に特徴づけるために,論理ゲートセットトモグラフィ(`logical GST'')を導入する。 論理GSTは、門の忠実度やダイヤモンド距離などの高次の指標を導出し、非マルコフ的かつコヒーレントな論理的誤りをテストするために使用できる、ノイズの多い論理的操作の詳細な表現を生成する。 我々は論理GSTを用いて,20量子ビットの量子プロセッサであるQuantinuum System Model H1を用いて,7量子ビットのSteaneコードで実装された,一量子ビット論理ゲートの完全かつ自己整合性の最初の特徴付けを得る。 H1からの実験データでは、論理的GSTは、主に論理的パウリ確率的誤差を特定し、論理的非マルコビアン性の証拠は見つからず、コヒーレントな論理的誤りの弱い潜在的なシグネチャを検出する。 対照的に、Quantinuumの詳細なシステムエミュレータで生成された高ショットデータセットは、弱いが統計的に有意な論理的非マルコビアン性やコヒーレントな論理的誤りの強い証拠を識別する。 最後に,論理的GSTを用いてシステムエミュレータによる誤り帰属を行い,物理誤差源が論理的誤り機構をどう形成するかを明らかにする。

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