論文の概要: Individually Addressed Logical Pauli Measurements by QLDPC Surgery on a Trapped Ion Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.39067v1
- Date: Wed, 28 Oct 2026 23:55:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-03 07:53:00.92589
- Title: Individually Addressed Logical Pauli Measurements by QLDPC Surgery on a Trapped Ion Quantum Computer
- Title（参考訳）: トラップ型イオン量子コンピュータにおけるQLDPC手術による論理的パウリ測定
- Abstract要約: 量子低密度パリティチェック(QLDPC)符号は、フォールトトレラント量子計算に必要な量子ビットオーバーヘッドのオーダー・オブ・マグニチュード削減につながる可能性がある。
近年のQLDPC手術では,非破壊的なパウリ測定を,コードブロックに過渡的に絡み合った「ガジェット」システムを用いて行う。
3ラウンドのシンドローム抽出の復号はガジェットの測定誤差を抑制し、エラー率を0.26%以下に下げる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum low-density parity check (QLDPC) codes may lead to order-of-magnitude reductions in the qubit overhead required for fault-tolerant quantum computation. Achieving this improved overhead requires logical operations that selectively address individual logical qubits encoded within multi-qubit code blocks. Recently proposed architectures achieve this through QLDPC surgery, in which non-destructive Pauli measurements are performed using ancillary ''gadget'' systems transiently entangled with the code block, generalising lattice surgery. Here we implement QLDPC surgery on a [[10,2,3]] generalised bicycle code using Quantinuum's H2-2 trapped ion processor. A single-round surgery measurement using seven gadget qubits measures the $\bar{X}_1$ operator with a 0.72 [0.32, 1.41]% (95% credible interval) error rate and agrees with subsequent transversal measurement with 1.03 [0.60, 1.65]% error. Decoding across three rounds of syndrome extraction suppresses the gadget measurement error, reducing the error rate to below 0.26%. The syndrome after surgery confirms return to the code space and the unaddressed ''spectator'' qubit is preserved with error 0.21 [0.04, 0.67]% during the three-round measurement. We further demonstrate composition of conjugate basis gadgets by sequentially measuring $\bar{X}_1$ then $\bar{Z}_2$, reusing the gadget qubits, and obtain a 1.12 [0.60, 1.94]% error in the $\bar{Z}_2$ measurement. These results constitute a hardware validation of the generalised surgery primitive underlying Pauli-based computing for QLDPC architectures.
- Abstract（参考訳）: 量子低密度パリティチェック(QLDPC)符号は、フォールトトレラント量子計算に必要な量子ビットオーバーヘッドのオーダー・オブ・マグニチュード削減につながる可能性がある。
この改善されたオーバヘッドを達成するには、複数キュービットのコードブロックにエンコードされた個々の論理キュービットに選択的に対処する論理演算が必要である。
近年のQLDPC手術では,非破壊的なパウリ測定をコードブロックに過渡的に絡み合った「ガジェット」システムを用いて行い,格子手術を一般化する手法が提案されている。
ここでは,QuantinuumのH2-2トラップイオンプロセッサを用いた[10,2,3]の一般化自転車コードに対してQLDPC手術を行う。
7つのガジェットキュービットを用いた単ラウンド手術計測は、0.72[0.32, 1.41]%(95%信頼区間)の誤差率を持つ$\bar{X}_1$演算子を測定し、1.03[0.60, 1.65]%の誤差でその後の経時的測定と一致する。
シンドローム抽出の3ラウンドにわたる復号は、ガジェット測定誤差を抑制し、エラー率を0.26%以下に下げる。
術後のシンドロームは、コード空間への復帰を確認し、3ラウンド測定でエラー0.21[0.04, 0.67]%で未適応の'オブザーバ'を保存する。
さらに、次々に$\bar{X}_1$,$\bar{Z}_2$を測定し、ガジェットキュービットを再利用し、$\bar{Z}_2$の1.12[0.60, 1.94]%誤差を求めることで、共役基底ガジェットの構成を実証する。
これらの結果は、QLDPCアーキテクチャのためのPauliベースの計算の基礎となる一般化手術プリミティブのハードウェア検証を構成する。
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