Institut für Theoretische Physik ، Heinrich-Heine-University Düsseldorf ، ألمانيا
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
يمكن تحسين أداء تصحيح الخطأ الكمي بشكل كبير إذا توفرت معلومات مفصلة حول الضوضاء ، مما يسمح بتحسين كل من الرموز وأجهزة فك التشفير. تم اقتراح تقدير معدلات الخطأ من قياسات المتلازمة التي أجريت على أي حال أثناء تصحيح الخطأ الكمي. بينما تحافظ هذه القياسات على الحالة الكمومية المشفرة ، ليس من الواضح حاليًا مقدار المعلومات حول الضوضاء التي يمكن استخلاصها بهذه الطريقة. حتى الآن ، بصرف النظر عن حدود معدلات خطأ التلاشي ، تم إنشاء نتائج صارمة فقط لبعض الرموز المحددة.
في هذا العمل ، نجحنا في حل مسألة رموز التثبيت التعسفي بدقة. والنتيجة الرئيسية هي أنه يمكن استخدام رمز المثبت لتقدير قنوات باولي مع الارتباطات عبر عدد من الكيوبتات التي تقدمها المسافة الصافية. لا تعتمد هذه النتيجة على حد معدلات خطأ التلاشي ، وتنطبق حتى في حالة حدوث أخطاء كبيرة في الوزن بشكل متكرر. علاوة على ذلك ، فإنه يسمح أيضًا بأخطاء القياس في إطار رموز متلازمة البيانات الكمية. يجمع دليلنا بين تحليل Boolean Fourier وعلم التوافقية والهندسة الجبرية الأولية. نأمل أن يفتح هذا العمل تطبيقات مثيرة للاهتمام ، مثل تكييف وحدة فك التشفير عبر الإنترنت مع ضوضاء متغيرة بمرور الوقت.
ملخص شعبي
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] A. Robertson و C. Granade و SD Bartlett و ST Flammia ، رموز مصممة خصيصًا لذكريات الكم الصغيرة ، فيز. القس المطبق 8 ، 064004 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.8.064004
[2] J. Florjanczyk و TA Brun ، الترميز التكيفي في الموقع لرموز تصحيح الخطأ الكمومي غير المتماثل (2016).
https: / / doi.org/10.48550 / ARXIV.1612.05823
[3] JP Bonilla Ataides و DK Tuckett و SD Bartlett و ST Flammia و BJ Brown ، رمز سطح XZZX ، Nat. كومون. 12 ، 2172 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-22274-1
[4] O. Higgott، Pymatching: حزمة بيثون لفك تشفير الأكواد الكمومية مع مطابقة مثالية للوزن الأدنى (2021).
https: / / doi.org/10.48550 / ARXIV.2105.13082
[5] إ. دينيس ، أ. كيتاييف ، أ.لندال ، وج.بريسكيل ، الذاكرة الكمومية الطوبولوجية ، ج. فيز. 43، 4452 (2002)، arXiv: quant-ph / 0110143 [quant-ph].
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1499754
أرخايف: ضليع في الرياضيات، وعل / 0110143
[6] NH Nickerson and BJ Brown ، تحليل الضوضاء المرتبطة على كود السطح باستخدام خوارزميات فك التشفير التكيفية ، الكم 3 ، 131 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-04-08-131
[7] ST Spitz و B. Tarasinski و CWJ Beenakker و TE O'Brien ، مقدر الوزن التكيفي لتصحيح الخطأ الكمي في بيئة تعتمد على الوقت ، تقنيات الكم المتقدمة 1 ، 1870015 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201870015
[8] Z. Babar ، P. Botsinis ، D. Alanis ، SX Ng ، و L. Hanzo ، خمسة عشر عامًا من ترميز LDPC الكمي واستراتيجيات فك التشفير المحسنة ، IEEE Access 3 ، 2492 (2015).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / ACCESS.2015.2503267
[9] S. Huang و M.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.102.012419
[10] CT Chubb ، فك تشفير شبكة موتر عام لرموز pauli ثنائية الأبعاد (2).
https: / / doi.org/10.48550 / ARXIV.2101.04125
[11] AS Darmawan و D.Poulin ، خوارزمية فك التشفير العامة للوقت الخطي لرمز السطح ، Physical Review E 97، 10.1103 / physreve.97.051302 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreve.97.051302
[12] JJ Wallman و J. Emerson ، خياطة الضوضاء للحساب الكمي القابل للتطوير عبر التجميع العشوائي ، فيز. القس أ 94 ، 052325 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.052325
[13] إم وير ، جي ريبيل ، دي ريستي ، سي إيه رايان ، بي جونسون ، و إم بي دا سيلفا ، التجربة العشوائية لإطار باولي على كيوبت فائق التوصيل ، فيز. القس أ 103 ، 042604 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.042604
[14] SJ Beale و JJ Wallman و M. Gutiérrez و KR Brown و R. Laflamme ، يعمل تصحيح الخطأ الكمومي على إزالة الضوضاء من الضوضاء ، Phys. القس ليت. 121 ، 190501 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.190501
[15] ST Flammia و R. O'Donnell ، تقدير خطأ Pauli عبر استعادة السكان ، الكم 5 ، 549 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-09-23-549
[16] R. Harper و W. Yu و ST Flammia ، التقدير السريع للضوضاء الكمومية المتفرقة ، PRX Quantum 2 ، 010322 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010322
[17] ST Flammia و JJ Wallman ، التقدير الفعال لقنوات Pauli ، معاملات ACM على الحوسبة الكمية 1 ، 10.1145 / 3408039 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 3408039
[18] R. Harper و ST Flammia و JJ Wallman ، التعلم الفعال للضوضاء الكمومية ، نات. فيز. 16 ، 1184 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0992-8
[19] Y. Fujiwara ، تقدير قناة الكم اللحظي أثناء معالجة المعلومات الكمومية (2014).
https: / / doi.org/10.48550 / ARXIV.1405.6267
[20] AG Fowler و D. Sank و J. Kelly و R. Barends و JM Martinis ، استخراج قابل للتطوير لنماذج الأخطاء من مخرجات دوائر اكتشاف الأخطاء (2014).
https: / / doi.org/10.48550 / ARXIV.1405.1454
[21] M.-X. Huo و Y. Li ، تعلم الضوضاء المعتمدة على الوقت لتقليل الأخطاء المنطقية: تقدير معدل الخطأ في الوقت الحقيقي في تصحيح الخطأ الكمي ، New J. Phys. 19 ، 123032 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa916e
[22] JR Wootton ، المقارنة المعيارية للأجهزة قصيرة المدى مع تصحيح الخطأ الكمومي ، علم وتكنولوجيا الكم 5 ، 044004 (2020).
https: / / doi.org / 10.1088 / 2058-9565 / aba038
[23] J. Combes ، C. Ferrie ، C. Cesare ، M. Tiersch ، GJ Milburn ، HJ Briegel ، and CM Caves ، توصيف في الموقع للأجهزة الكمومية مع تصحيح الخطأ (2014).
https: / / doi.org/10.48550 / ARXIV.1405.5656
[24] T. Wagner ، H. Kampermann ، D. Bruß ، و M. Kliesch ، تقدير الضوضاء الأمثل من إحصائيات متلازمة رموز الكم ، فيز. القس البحث 3 ، 013292 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013292
[25] J. Kelly، R. Barends، AG Fowler، A. Megrant، E. Jeffrey، TC White، D. Sank، JY Mutus، B. Campbell، Y. Chen، Z. Chen، B. Chiaro، A. Dunsworth، E . Lucero، M. Neeley، C. Neill، PJJ O'Malley، C. Quintana، P. Roushan، A. Vainsencher، J. Wenner، and JM Martinis، Scalable in site qubit calibration during Repetitive Error Detection، Phys. القس أ 94 ، 032321 (2016).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.032321
[26] A. Ashikhmin، C.-Y. Lai و TA Brun ، أكواد متلازمة البيانات الكمية ، مجلة IEEE في مناطق مختارة في الاتصالات 38 ، 449 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / JSAC.2020.2968997
[27] Y. Fujiwara ، قدرة المثبت على تصحيح الخطأ الكمومي لحماية نفسه من عيوبه ، فيز. Rev. A 90، 062304 (2014)، arXiv: 1409.2559 [quant-ph].
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.062304
أرخايف: 1409.2559
[28] N. Delfosse و BW Reichardt و KM Svore ، ما وراء تصحيح الخطأ الكمي المتسامح مع الخطأ ، معاملات IEEE على نظرية المعلومات 68 ، 287 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1109 / tit.2021.3120685
[29] A. Zia ، JP Reilly ، و S. Shirani ، تقدير المعلمات الموزعة مع المعلومات الجانبية: نهج الرسم البياني للعوامل ، في 2007 IEEE International Symposium on Information Theory (2007) pp. 2556-2560.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / ISIT.2007.4557603
[30] ر. أودونيل ، تحليل الوظائف المنطقية (مطبعة جامعة كامبريدج ، 2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139814782
[31] Y. Mao و F. Kschischang ، في الرسوم البيانية للعوامل وتحويل فورييه ، IEEE Trans. المشاة. نظرية 51 ، 1635 (2005).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2005.846404
[32] فريدمان ، النماذج الرسومية الاحتمالية: المبادئ والتقنيات - الحساب التكيفي والتعلم الآلي (The MIT Press ، 2009).
[33] م. ايجنر ، دورة في العد ، المجلد. 238 (Springer-Verlag Berlin Heidelberg ، 2007).
https://doi.org/10.1007/978-3-540-39035-0
[34] S. Roman، Field Theory (Springer، New York، 2006).
https://doi.org/10.1007/0-387-27678-5
[35] T. Chen and LiTien-Yien ، حلول لأنظمة المعادلات ذات الحدين ، Annales Mathematicae Silesianae 28 ، 7 (2014).
https: / / journal.us.edu.pl/ index.php / AMSIL / article / view / 13987
[36] AS Hedayat، NJA Sloane، and J. Stufken، Orthogonal arrays: theory and applications (Springer New York، NY، 1999).
https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1478-6
[37] P. Delsarte ، أربعة معايير أساسية للكود وأهميتها التجميعية ، المعلومات والتحكم 23 ، 407 (1973).
https://doi.org/10.1016/S0019-9958(73)80007-5
[38] BM Varbanov ، F. Battistel ، BM Tarasinski ، VP Ostroukh ، TE O'Brien ، L. DiCarlo ، و BM Terhal ، كشف التسرب لكود السطح المعتمد على الإرسال ، NPJ Quantum Inf. 6 ، 10.1038 / s41534-020-00330-w (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-020-00330-ث
[39] ب.آبيل ، ود. كولر ، وآي واي نغ ، رسوم بيانية لعامل التعلم في الوقت متعدد الحدود وتعقيد العينة (2012).
https: / / doi.org/10.48550 / ARXIV.1207.1366
[40] RA Horn and CR Johnson، Matrix Analysis، 2nd ed. (مطبعة جامعة كامبريدج ، 2012).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511810817
دليلنا يستخدم من قبل
[1] أندرياس إلبن ، ستيفن تي فلاميا ، هسين يوان هوانغ ، ريتشارد كوينج ، جون بريسكيل ، بينوا فيرمرش ، وبيتر زولر ، "صندوق أدوات القياس العشوائي" ، أرخايف: 2203.11374.
[2] Armands Strikis و Simon C. Benjamin و Benjamin J. Brown ، "الحوسبة الكمية قابلة للتطوير على مجموعة مستوية من الكيوبتات ذات عيوب التصنيع" ، أرخايف: 2111.06432.
الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2022-09-19 14:05:17). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.
لا يمكن أن تجلب استشهد تبادل البيانات أثناء آخر محاولة 2022-09-19 14:05:15: لا يمكن جلب البيانات المستشهد بها من 10.22331 / q-2022-09-19-809 من Crossref. هذا أمر طبيعي إذا تم تسجيل DOI مؤخرًا.
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.