論文の概要: Two-Layer Verification for Fault-Tolerant Magic-State Preparation in High-Rate Quantum Codes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.32267v1
- Date: Fri, 23 Oct 2026 07:24:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-27 01:38:06.419865
- Title: Two-Layer Verification for Fault-Tolerant Magic-State Preparation in High-Rate Quantum Codes
- Title（参考訳）: 高レート量子符号におけるフォールトトレラントマジック状態生成のための2層検証
- Abstract要約: 符号化されたマジック状態は、普遍的なフォールトトレラント量子計算に不可欠である。
本稿では,個別に作成したサブブロックの局所的検証と,対象コードへの埋め込み後の論理的検証を組み合わせた2層検証を提案する。
このスキームは,認証された7ビットのSteane-codeマジックステートを3つのターゲットコードに埋め込む回路を構築することで,[21,3,5]$コードに対して実演する。
- 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: Encoded magic states are essential for universal fault-tolerant quantum computation, but their resource-efficient preparation in high-rate quantum codes remains challenging. To address this limitation, we propose two-layer verification, which combines local verification of independently prepared subblocks with logical verification after their embedding into a target code. This hierarchy detects harmful error patterns, including even-parity logical-eigenvalue flips that are invisible to a collective product check alone. We demonstrate this scheme for a $[[21,3,5]]$ code by constructing a circuit that embeds three verified seven-qubit Steane-code magic states into the target code. Circuit-level simulations of $T$- and $S$-state preparation show logical-error suppression consistent with the code distance. These results demonstrate the potential of two-layer verification as a design principle for reliable magic-state preparation in quantum codes encoding multiple logical qubits.
- Abstract（参考訳）: エンコードされたマジック状態は、普遍的なフォールトトレラント量子計算には不可欠であるが、その高速量子符号における資源効率の高い準備は依然として困難である。
この制限に対処するため,個別に作成したサブブロックの局所的検証と,対象コードへの埋め込み後の論理的検証を組み合わせた2層検証を提案する。
この階層は、集合的製品チェックだけでは見えない偶数の論理固有値フリップを含む有害なエラーパターンを検出する。
このスキームは,認証された7ビットのSteane-codeマジックステートを3つのターゲットコードに埋め込む回路を構築することで,[21,3,5]$コードに対して実演する。
回路レベルの$T$-と$S$-stateの準備は、コード距離に整合した論理エラーの抑制を示す。
これらの結果は、複数の論理量子ビットを符号化する量子符号において、2層検証が信頼性の高いマジック状態準備のための設計原理となる可能性を示している。
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