論文の概要: Modular optical fault-tolerant quantum computation via an interface between verified resources and online logical operations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.32838v1
- Date: Fri, 23 Oct 2026 16:12:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-27 01:38:06.603035
- Title: Modular optical fault-tolerant quantum computation via an interface between verified resources and online logical operations
- Title（参考訳）: 検証済み資源とオンライン論理演算とのインターフェースによるモジュール型光フォールトトレラント量子計算
- Abstract要約: フォールトトレラント量子計算のためのファクトリ・プロセッサ・インタフェースアーキテクチャを提案する。
このインタフェースは、コード依存のエンコードされたリソースの準備と再利用可能なオンライン論理処理を分離する。
インタフェースはアドレス追跡インジェクション、CNOTおよび論理ベル計測構造、追跡コード置換による論理SWAPおよびアダマール構造をサポートする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a factory--processor interface architecture for modular optical fault-tolerant quantum computation that separates code-dependent encoded-resource preparation from reusable online logical processing on a common Gaussian optical processor. Beyond encoded resources, the interface specifies logical outputs, code-to-mode mapping, measurement roles, frame updates, verification records, and resource-injection boundaries. As a concrete realization, we combine an offline verified Bell-resource factory based on a recursively concatenated $C_4$ code with physical Gottesman--Kitaev--Preskill (GKP) qubits with an online time-domain measurement-based quantum computation (MBQC) processor. Under the specified additive-displacement-noise model and fixed postselection policy, simulations support the finite-level logical Bell-error ordering $P_5<P_4<P_3<P_2$ at 12.25 dB of effective GKP displacement-noise quality, both with and without the prescribed additional post-injection displacement noise. At 15.6 dB and $L=2$, a separate fixed-sample evaluation gives one-sided 95$\%$ Clopper--Pearson upper bounds below $10^{-5}$ for both conditions under the binomial model. The interface supports address-tracked injection, transversal CNOT and logical Bell-measurement constructions, and logical SWAP and Hadamard constructions with tracked code permutations. Given advance resource preparation and sufficient routing parallelism, increasing the concatenation level expands parallel encoded-resource width without increasing the protected online sequence length of these constructions. These results identify a modular route to lower logical error rates while retaining a common Gaussian MBQC operation set with shallow online processing.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,共通ガウス光学プロセッサ上でのオンライン論理処理からコード依存の符号化-リソース準備を分離する,モジュール型光フォールトトレラント量子計算のためのファクトリ-プロセッサインタフェースアーキテクチャを提案する。
エンコードされたリソース以外にも、インターフェイスは論理出力、コード・ツー・モードマッピング、測定ロール、フレーム更新、検証レコード、リソース・インジェクション境界を指定する。
具体的な実現法として、再帰的に連結された$C_4$コードに基づいて、オフラインで検証されたベル・リソース・ファクトリを物理的ゴテスマン--Kitaev--Preskill(GKP)量子ビットとオンライン時間領域計測ベースの量子計算(MBQC)プロセッサと組み合わせる。
特定付加変位ノイズモデルと固定ポストセレクションポリシーの下では, 所定の追加注入後変位ノイズを伴わずとも, 有効GKP変位ノイズ品質のP_5<P_4<P_3<P_2$ at 12.25dBの有限レベル論理ベルエラーをシミュレーションする。
15.6 dB と $L=2$ の別の固定サンプル評価では、片面95$\%$ Clopper--Pearson上界は二項モデルの下で両方の条件に対して 10^{-5}$ 以下である。
このインタフェースは、アドレス追跡注入、トランスバーサルCNOTおよび論理ベル計測構造、および追跡コード置換による論理SWAPおよびアダマール構造をサポートする。
事前のリソース準備と十分なルーティング並列化を条件として、コンカシネーションレベルは、これらの構築物の保護されたオンラインシーケンス長を増大させることなく、並列エンコード/リソース幅を拡大する。
これらの結果は、浅いオンライン処理で設定された共通ガウスMBQC演算を保ちながら、論理誤差率を下げるためのモジュラー経路を特定する。
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