Εισαγάγετε την πρόσβαση στο Surface Code Y Base

Εισαγάγετε την πρόσβαση στο Surface Code Y Base

Χρονική σήμανση: 8 Απριλίου 2024 11:39 π.μ.

Κρεγκ Γκίντνεϊ

Google Quantum AI, Σάντα Μπάρμπαρα, Καλιφόρνια 93117, ΗΠΑ

Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.

Περίληψη

Σε αυτό το έγγραφο, μείωσα το κόστος της μέτρησης και αρχικοποίησης της βάσης Υ στον κώδικα επιφάνειας κατά σχεδόν μια τάξη μεγέθους. Η σύντηξη των ελαττωμάτων συστροφής διαγώνια κατά μήκος του κώδικα επιφανειακής κώδικα φθάνει στη βάση Y σε $lfloor d/2 rfloor + 2$ γύρους, χωρίς να φύγει από το πλαίσιο οριοθέτησης του μπαλώματος και χωρίς να μειωθεί η απόσταση του κώδικα. Χρησιμοποιώ τη δειγματοληψία Monte Carlo για τη συγκριτική αξιολόγηση της απόδοσης της κατασκευής υπό θόρυβο κυκλώματος και για την ανάλυση της κατανομής των λογικών σφαλμάτων. Η φτηνή εσωτερική μέτρηση βάσης Y μειώνει το κόστος των S gates και των εργοστασίων μαγικής κατάστασης και ξεκλειδώνει την τομογραφία μέτρησης Pauli των qubits επιφανειακού κώδικα σε υλικό περιορισμένου χώρου.

Εισαγάγετε την πρόσβαση στον επιφανειακό κώδικα Y Βάση PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Επιλεγμένη εικόνα: Μια ιστορική εξέλιξη των διαγραμμάτων ελαττωμάτων, που δείχνει πώς το κόστος επίτευξης της βάσης του κωδικού επιφάνειας Y έχει βελτιωθεί δραματικά με την πάροδο του χρόνου.

Δημοφιλή περίληψη

Ο επιφανειακός κώδικας είναι ο κύριος υποψήφιος για τον κώδικα διόρθωσης κβαντικών σφαλμάτων που θα χρησιμοποιηθεί σε κβαντικούς υπολογιστές μεγάλης κλίμακας. Η κβαντική διόρθωση σφαλμάτων καθιστά δύσκολη την εκτέλεση ορισμένων ειδών πράξεων. Ιστορικά, ήταν εύκολο να μετρηθούν τα qubit επιφανειακού κώδικα στις βάσεις X και Z, αλλά δύσκολο να φτάσουμε στη βάση Y. Αυτό είναι ένα πρόβλημα επειδή κοινές εργασίες, όπως ο υπολογισμός μιας πύλης AND υπό υπέρθεση, περιλαμβάνουν το άγγιγμα της βάσης Y. Με την πάροδο του χρόνου, το κόστος επίτευξης της βάσης Y του κωδικού επιφάνειας έχει μειωθεί. Αυτό το χαρτί μειώνει το κόστος κατά σχεδόν έναν ακόμη παράγοντα 10.

► Δεδομένα BibTeX

► Αναφορές

[1] Πάνος Αλιφέρης, Daniel Gottesman και John Preskill, “Quantum accuracy threshold for concatenated distance-3 codes” arXiv preprint quant-ph/​0504218 (2005).
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.quant-ph/​0504218

[2] Christian Kraglund Andersen, Ants Remm, Stefania Lazar, Sebastian Krinner, Nathan Lacroix, Graham J. Norris, Mihai Gabureac, Christopher Eichler και Andreas Wallraff, "Repeated quantum error detection in a surface code" Nature Physics 16, 875-880 ).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-0920-y

[3] Hector Bombin, Chris Dawson, Ryan V Mishmash, Naomi Nickerson, Fernando Pastawski και Sam Roberts, “Logical blocks for Fault-tolerant topological quantum computation” arXiv preprint arXiv:2112.12160 (2021).
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.2112.12160

[4] Benjamin J Brown, Katharina Laubscher, Markus S Kesselring και James R Wootton, «Poking holes and cutting corners to achieve Clifford gates with the surface code» Physical Review X 7, 021029 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021029

[5] Christopher Chamberlandand Earl T Campbell «Παγκόσμιος κβαντικός υπολογισμός με χειρουργική πλέγματος χωρίς περιστροφή και χρονικά κωδικοποιημένη χειρουργική» PRX Quantum 3, 010331 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010331

[6] Austin G Fowler and Simon J Devitt «Μια γέφυρα για χαμηλότερο κβαντικό υπολογισμό» arXiv προεκτύπωση arXiv:1209.0510 (2012).
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1209.0510

[7] Austin G Fowlerand Craig Gidney «Κβαντικός υπολογισμός χαμηλής επιβάρυνσης με χρήση χειρουργικής πλέγματος» arXiv προεκτύπωση arXiv:1808.06709 (2018).
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1808.06709

[8] AG Fowler, M. Mariantoni, JM Martinis, and AN Cleland, “Surface codes: Towards praktike large-scale quantum computation” Phys. Αναθ. A 86, 032324 (2012) arXiv:1208.0928.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.032324

[9] Daniel Gottesmanand Isaac L Chuang «Επίδειξη της βιωσιμότητας του καθολικού κβαντικού υπολογισμού με χρήση τηλεμεταφοράς και λειτουργιών ενός qubit» Nature 402, 390 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 46503

[10] Craig Gidney and Martin Ekerå «Πώς να παραγοντοποιήσετε ακέραιους RSA 2048 bit σε 8 ώρες χρησιμοποιώντας 20 εκατομμύρια θορυβώδη qubits» Quantum 5, 433 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-15-433

[11] Craig Gidney and Austin Fowler «Μια ελαφρώς μικρότερη επιφάνεια κωδικού S gate» arXiv προεκτύπωση arXiv:1708.00054 (2017).
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1708.00054

[12] Craig Gidney and Austin G Fowler «Αποτελεσματικά εργοστάσια μαγικής κατάστασης με καταλυτικό μετασχηματισμό CCZ σε 2T» Quantum 3, 135 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-04-30-135

[13] Craig Gidney, Michael Newman, Austin Fowler και Michael Broughton, «A fault-tolerant honeycomb memory» Quantum 5, 605 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-12-20-605

[14] Craig Gidney "Stim: a fast stabilizer circuit simulator" Quantum 5, 497 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-07-06-497

[15] Craig Gidney "Stability Experiments: The Looked Dual of Memory Experiments" Quantum 6, 786 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-08-24-786

[16] Craig Gidney "Δεδομένα για την "Inplace Access to the Surface Code Y Basis"" Zenodo (2023).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.7487893

[17] Thomas Häner, Samuel Jaques, Michael Naehrig, Martin Roetteler και Mathias Soeken, «Βελτιωμένα κβαντικά κυκλώματα για διακριτούς λογάριθμους ελλειπτικής καμπύλης» Μετα-κβαντική κρυπτογραφία: 11ο Διεθνές Συνέδριο, PQCrypto 2020, Παρίσι, Γαλλία, 15-17 Απριλίου 2020, 12100 (425).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-030-44223-1_23

[18] Clare Horsman, Austin G Fowler, Simon Devitt και Rodney Van Meter, «Surface code quantum computing by lattice operation» New Journal of Physics 14, 123011 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​14/​12/​123011

[19] Aleksander Kubica, Beni Yoshida και Fernando Pastawski, "Unfolding the color code" New Journal of Physics 17, 083026 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​8/​083026

[20] Daniel Litinski «Ένα παιχνίδι με κωδικούς επιφάνειας: Κβαντικός υπολογισμός μεγάλης κλίμακας με χειρουργική πλέγματος» arXiv προεκτύπωση arXiv:1808.02892 (2018).

[21] Matt McEwen, Dave Bacon και Craig Gidney, «Χαλαρωτικές απαιτήσεις υλικού για κυκλώματα κώδικα επιφανειών με χρήση δυναμικής χρόνου» (2023).
https://doi.org/​10.48550/​ARXIV.2302.02192
https: / / arxiv.org/ abs / 2302.02192

[22] Jonathan E Moussa “Transversal Clifford gates on fold surface codes” Physical Review A 94, 042316 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.042316

[23] Brett Victor “Media for Thinking the Unthinkable” (2013) [Online; πρόσβαση 12-Δεκ-2022].
http://worrydream.com/​#!/MediaForThinkingTheUnthinkable

[24] Adam Jozef Zalcman, Alan Derk, Alan Ho, Alex Opremcak, Alexander Korotkov, Alexandre Bourassa, Andre Gregory Petukhov, Andreas Bengtsson, Andrew Dunsworth, Anthony Megrant, Austin Fowler, Bálint Pató, Benjamin Chiaro, Benjamin Villalonga, Brian Burleyt , Catherine Erickson, Charles Neill, Chris Quintana, Cody Jones, Craig Michael Gidney, Daniel Eppens, Daniel Sank, Dave Landhuis, David A Buell, Doug Strain, Dvir Kafri, Edward Farhi, Eric Ostby, Erik Lucero, Evan Jeffrey, Fedor Kostritsa , Frank Carlton Arute, Hartmut Neven, Igor Aleiner, Jamie Yao, Jarrod Ryan McClean, Jeremy Patterson Hilton, Jimmy Chen, Jonathan Arthur Gross, Joseph Bardin, Josh Mutus, Juan Atalaya, Julian Kelly, Kevin Miao, Kevin Satzinger Kevin, Kostzhyan Kunal Arya, Marco Szalay, Marissa Giustina, Masoud Mohseni, Matt McEwen, Matt Trevithick, Matthew Neeley, Matthew P Harrigan, Michael Broughton, Michael Newman, Murphy Yuezhen Niu, Nicholas Bushnell, Nicholas Redd, Nicholas Rubin, Orion, Ofer Naaman Paul Victor Klimov, Pavel Laptev, Pedram Roushan, Ping Yeh, Rami Barends, Roberto Collins, Ryan Babbush, Sabrina Hong, Sean Demura, Sean Harrington, Seon Kim, Sergei Isakov, Sergio Boixo, Ted White, Thomas E O'Brien, Trent Huang, Trevor Mccourt, Vadim Smelyanskiy, Vladimir Shvarts, William Courtney, Wojtek Mruczkiewicz, Xiao Mi, Yu Chen και Zhang Jiang, «Εκθετική καταστολή σφαλμάτων αναστροφής bit ή φάσης με επαναλαμβανόμενη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων» Nature (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-021-03588-y

[25] Youwei Zhao, Yangsen Ye, He-Liang Huang, Yiming Zhang, Dachao Wu, Huijie Guan, Qingling Zhu, Zuolin Wei, Tan He, Sirui Cao, Fusheng Chen, Tung-Hsun Chung, Hui Deng, Daojin Fan, Ming Gong, Cheng Guo, Shaojun Guo, Lianchen Han, Na Li, Shaowei Li, Yuan Li, Futian Liang, Jin Lin, Haoran Qian, Hao Rong, Hong Su, Lihua Sun, Shiyu Wang, Yulin Wu, Yu Xu, Chong Ying, Jiale Yu, Chen Zha, Kaili Zhang, Yong-Heng Huo, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu και Jian-Wei Pan, "Realization of an Error-Corecting Surface Code with Superconducting Qubits" Physical Review Letters 129 (2022) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.129.030501

Αναφέρεται από

[1] Jiaxuan Zhang, Yu-Chun Wu και Guo-Ping Guo, «Διευκόλυνση πρακτικών ανεκτικών σφαλμάτων κβαντικών υπολογιστών με βάση τους χρωματικούς κωδικούς», arXiv: 2309.05222, (2023).

[2] Yangsen Ye, Tan He, He-Liang Huang, Zuolin Wei, Yiming Zhang, Youwei Zhao, Dachao Wu, Qingling Zhu, Huijie Guan, Sirui Cao, Fusheng Chen, Tung-Hsun Chung, Hui Deng, Daojin Fan, Ming Γκονγκ, Cheng Guo, Shaojun Guo, Lianchen Han, Na Li, Shaowei Li, Yuan Li, Futian Liang, Jin Lin, Haoran Qian, Hao Rong, Hong Su, Shiyu Wang, Yulin Wu, Yu Xu, Chong Ying, Jiale Yu, Chen Zha, Kaili Zhang, Yong-Heng Huo, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu και Jian-Wei Pan, «Λογική προετοιμασία μαγικής κατάστασης με πιστότητα πέρα ​​από το όριο απόσταξης σε έναν υπεραγώγιμο κβαντικό επεξεργαστή». Φυσικές επιστολές επισκόπησης 131 21, 210603 (2023).

[3] Craig Gidney, Michael Newman, Peter Brooks και Cody Jones, «Yoked surface codes», arXiv: 2312.04522, (2023).

[4] Gyorgy P. Geher, Ophelia Crawford και Earl T. Campbell, «Το μπέρδεμα των χρονοδιαγραμμάτων διευκολύνει τις απαιτήσεις συνδεσιμότητας υλικού για διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων». arXiv: 2307.10147, (2023).

[5] Nick S. Blunt, György P. Gehér και Alexandra E. Moylett, «Σύνταξη μιας απλής εφαρμογής χημείας για τα πρωτόγονα διόρθωσης κβαντικών σφαλμάτων», Έρευνα Φυσικής Επισκόπησης 6 1, 013325 (2024).

[6] Craig Gidney, «Καθαρότερες μαγικές καταστάσεις με έγχυση γάντζου», arXiv: 2302.12292, (2023).

[7] Michael E. Beverland, Shilin Huang, and Vadym Kliuchnikov, “Fault tolerance of stabilizer channels”. arXiv: 2401.12017, (2024).

[8] György P. Gehér, Campbell McLauchlan, Earl T. Campbell, Alexandra E. Moylett και Ophelia Crawford, “Error-corrected Hadamard gate simulated at the circuit level”. arXiv: 2312.11605, (2023).

[9] György P. Gehér, Ophelia Crawford και Earl T. Campbell, "Tangling Schedules Eases Hardware Connectivity Requirements for Quantum Error Correction". PRX Quantum 5 1, 010348 (2024).

Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2024-04-09 03:49:08). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.

On Η υπηρεσία παραπομπής του Crossref δεν βρέθηκαν δεδομένα σχετικά με την αναφορά έργων (τελευταία προσπάθεια 2024-04-09 03:49:06).

Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Quantum Journal