Tempatkan Akses Ke Dasar Kode Permukaan Y

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Craig Gidney

Google Quantum AI, Santa Barbara, California 93117, AS

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Dalam makalah ini, saya memotong biaya pengukuran dan inisialisasi basis Y dalam kode permukaan hampir satu urutan besarnya. Cacat pelintiran sekering secara diagonal melintasi patch kode permukaan mencapai basis Y dalam putaran $lfloor d/2 rfloor + 2$, tanpa meninggalkan kotak pembatas patch dan tanpa mengurangi jarak kode. Saya menggunakan pengambilan sampel Monte Carlo untuk mengukur kinerja konstruksi di bawah gangguan sirkuit, dan untuk menganalisis distribusi kesalahan logis. Pengukuran basis Y di tempat yang murah mengurangi biaya gerbang S dan pabrik negara ajaib, serta membuka tomografi pengukuran Pauli pada qubit kode permukaan pada perangkat keras dengan ruang terbatas.

Pasang Akses ke Surface Code Y Basis PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Gambar unggulan: Perkembangan historis diagram cacat, menunjukkan bagaimana biaya untuk mencapai basis kode permukaan Y telah meningkat secara dramatis seiring berjalannya waktu.

Ringkasan populer

Kode permukaan adalah pesaing utama kode koreksi kesalahan kuantum untuk digunakan dalam komputer kuantum skala besar. Koreksi kesalahan kuantum mempersulit melakukan beberapa jenis operasi. Secara historis, mudah untuk mengukur qubit kode permukaan pada basis X dan Z, tetapi sulit untuk mencapai basis Y. Ini menjadi masalah karena tugas-tugas umum, seperti menghitung gerbang AND pada superposisi, melibatkan menyentuh basis Y. Seiring waktu, biaya untuk mencapai basis Y kode permukaan telah menurun. Makalah ini memotong biaya hampir 10 kali lipat.

► data BibTeX

@artikel{Gidney2024inplaceaccessto, doi = {10.22331/q-2024-04-08-1310}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-04-08-1310}, title = {Masukkan {A}akses ke {S}permukaan {C}ode {Y} {B}asis}, penulis = {Gidney, Craig}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, penerbit = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {8}, halaman = {1310}, bulan = April, tahun = {2024} }

► Referensi

[1] Panos Aliferis, Daniel Gottesman, dan John Preskill, “Ambang akurasi kuantum untuk kode jarak-3 gabungan” 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, dan Andreas Wallraff, “Deteksi kesalahan kuantum berulang dalam kode permukaan” Nature Physics 16, 875–880 (2020 ).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-0920-y

[3] Hector Bombin, Chris Dawson, Ryan V Mishmash, Naomi Nickerson, Fernando Pastawski, dan Sam Roberts, “Blok logis untuk komputasi kuantum topologi toleran kesalahan” arXiv pracetak arXiv:2112.12160 (2021).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2112.12160

[4] Benjamin J Brown, Katharina Laubscher, Markus S Kesselring, dan James R Wootton, “Membuat lubang dan memotong sudut untuk mencapai gerbang Clifford dengan kode permukaan” Physical Review X 7, 021029 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021029

[5] Christopher Chamberland dan Earl T Campbell “Komputasi kuantum universal dengan operasi kisi yang dikodekan secara sementara dan bebas putaran” PRX Quantum 3, 010331 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010331

[6] Austin G Fowler dan Simon J Devitt “Jembatan untuk menurunkan komputasi kuantum overhead” arXiv pracetak arXiv:1209.0510 (2012).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1209.0510

[7] Austin G Fowler dan Craig Gidney “Perhitungan kuantum overhead rendah menggunakan operasi kisi” arXiv pracetak arXiv:1808.06709 (2018).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1808.06709

[8] AG Fowler, M. Mariantoni, JM Martinis, dan AN Cleland, "Kode permukaan: Menuju komputasi kuantum skala besar praktis" Phys. Wahyu A 86, 032324 (2012) arXiv:1208.0928.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.032324

[9] Daniel Gottesmanand Isaac L Chuang “Menunjukkan kelayakan komputasi kuantum universal menggunakan teleportasi dan operasi qubit tunggal” Nature 402, 390 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 46503

[10] Craig Gidney dan Martin Ekerå “Cara memfaktorkan bilangan bulat RSA 2048 bit dalam 8 jam menggunakan 20 juta qubit berisik” Quantum 5, 433 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-04-15-433

[11] Craig Gidney dan Austin Fowler “Gerbang kode permukaan S yang sedikit lebih kecil” arXiv pracetak arXiv:1708.00054 (2017).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1708.00054

[12] Craig Gidney dan Austin G Fowler “Pabrik negara ajaib yang efisien dengan transformasi CCZ ke 2T yang dikatalisis” Quantum 3, 135 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-04-30-135

[13] Craig Gidney, Michael Newman, Austin Fowler, dan Michael Broughton, “Sebuah memori sarang lebah yang toleran terhadap kesalahan” Quantum 5, 605 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-12-20-605

[14] Craig Gidney “Stim: simulator sirkuit penstabil cepat” Quantum 5, 497 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-07-06-497

[15] Craig Gidney “Eksperimen Stabilitas: Eksperimen Memori Ganda yang Terabaikan” Quantum 6, 786 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-08-24-786

[16] Craig Gidney “Data untuk “Akses Inplace ke Basis Kode Permukaan Y”” Zenodo (2023).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.7487893

[17] Thomas Häner, Samuel Jaques, Michael Naehrig, Martin Roetteler, dan Mathias Soeken, “Peningkatan sirkuit kuantum untuk logaritma diskrit kurva elips” Kriptografi Pasca-Kuantum: Konferensi Internasional ke-11, PQCrypto 2020, Paris, Prancis, 15–17 April 2020, Prosiding 12100, 425 (2020).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-44223-1_23

[18] Clare Horsman, Austin G Fowler, Simon Devitt, dan Rodney Van Meter, "Komputasi kuantum kode permukaan dengan operasi kisi" Jurnal Fisika Baru 14, 123011 (2012).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/12/123011

[19] Aleksander Kubica, Beni Yoshida, dan Fernando Pastawski, “Membuka kode warna” Jurnal Fisika Baru 17, 083026 (2015).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/8/083026

[20] Daniel Litinski “Permainan kode permukaan: Komputasi kuantum skala besar dengan operasi kisi” arXiv pracetak arXiv:1808.02892 (2018).

[21] Matt McEwen, Dave Bacon, dan Craig Gidney, “Persyaratan Perangkat Keras yang Santai untuk Sirkuit Kode Permukaan menggunakan Dinamika Waktu” (2023).
https:///doi.org/10.48550/ARXIV.2302.02192
https: / / arxiv.org/ abs / 2302.02192

[22] Jonathan E Moussa “Gerbang Transversal Clifford pada kode permukaan terlipat” Tinjauan Fisik A 94, 042316 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.042316

[23] Brett Victor “Media untuk Memikirkan yang Tak Terpikirkan” (2013) [Online; diakses 12-Des-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 Burkett, Brooks Riley Foxen , 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, Kostyantyn Kechedzhi, 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, Ofer Naaman, Orion Martin, 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, dan Zhang Jiang, “Penindasan eksponensial terhadap kesalahan bit atau pembalikan fase dengan koreksi kesalahan kuantum berulang” 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, dan Jian-Wei Pan, “Realisasi Kode Permukaan yang Mengoreksi Kesalahan dengan Qubit Superkonduktor” Surat Tinjauan Fisik 129 (2022) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.129.030501

Dikutip oleh

[1] Jiaxuan Zhang, Yu-Chun Wu, dan Guo-Ping Guo, “Memfasilitasi Komputasi Kuantum Toleransi Kesalahan Praktis Berdasarkan Kode Warna”, 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 Gong, 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, dan Jian-Wei Pan, “Persiapan Keadaan Ajaib Logis dengan Kesetiaan melampaui Ambang Distilasi pada Prosesor Kuantum Superkonduktor”, Review Fisik Surat 131 21, 210603 (2023).

[3] Craig Gidney, Michael Newman, Peter Brooks, dan Cody Jones, “Kode permukaan Yoked”, arXiv: 2312.04522, (2023).

[4] Gyorgy P. Geher, Ophelia Crawford, dan Earl T. Campbell, “Jadwal yang kusut memudahkan persyaratan konektivitas perangkat keras untuk koreksi kesalahan kuantum”, arXiv: 2307.10147, (2023).

[5] Nick S. Blunt, György P. Gehér, dan Alexandra E. Moylett, “Kompilasi aplikasi kimia sederhana untuk primitif koreksi kesalahan kuantum”, Penelitian Tinjauan Fisik 6 1, 013325 (2024).

[6] Craig Gidney, “Keadaan ajaib yang lebih bersih dengan injeksi kait”, arXiv: 2302.12292, (2023).

[7] Michael E. Beverland, Shilin Huang, dan Vadym Kliuchnikov, “Toleransi kesalahan saluran stabilizer”, arXiv: 2401.12017, (2024).

[8] György P. Gehér, Campbell McLauchlan, Earl T. Campbell, Alexandra E. Moylett, dan Ophelia Crawford, “Gerbang Hadamard yang dikoreksi kesalahan disimulasikan di tingkat sirkuit”, arXiv: 2312.11605, (2023).

[9] György P. Gehér, Ophelia Crawford, dan Earl T. Campbell, “Jadwal Kekusutan Mempermudah Persyaratan Konektivitas Perangkat Keras untuk Koreksi Kesalahan Kuantum”, PRX Kuantum 5 1, 010348 (2024).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2024-04-09 03:49:08). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2024-04-09 03:49:06).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.