Requisiti hardware rilassanti per circuiti di codice di superficie che utilizzano la dinamica del tempo

Requisiti hardware rilassanti per circuiti di codice di superficie che utilizzano la dinamica del tempo

Timestamp: 7 novembre 2023 9:37 AM
Requisiti hardware rilassanti per circuiti di codice di superficie che utilizzano la Data Intelligence PlatoBlockchain con dinamica temporale. Ricerca verticale. Ai.

Matt McEwen1, Dave Bacon2e Craig Gidney1

1Google Quantum AI, Santa Barbara, California 93117, Stati Uniti
2Google Quantum AI, Seattle, Washington 98103, Stati Uniti

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Astratto

La tipica visione indipendente dal tempo dei codici di correzione degli errori quantistici (QEC) nasconde una significativa libertà nella scomposizione in circuiti eseguibili su hardware. Utilizzando il concetto di rilevamento delle regioni, progettiamo direttamente circuiti QEC tempo-dinamici invece di progettare codici QEC statici da scomporre in circuiti. In particolare, miglioriamo le costruzioni circuitali standard per il codice di superficie, presentando nuovi circuiti che possono incorporarsi su una griglia esagonale invece che su una griglia quadrata, che possono utilizzare porte ISWAP invece di porte CNOT o CZ, che possono scambiare dati qubit e misurare ruoli e che spostano le patch logiche attorno alla griglia fisica dei qubit durante l'esecuzione. Tutte queste costruzioni non utilizzano strati di gate aggrovigliati aggiuntivi e mostrano essenzialmente le stesse prestazioni logiche, con impronte di teraquop entro il 25% del circuito del codice di superficie standard. Ci aspettiamo che questi circuiti siano di grande interesse per gli ingegneri dell’hardware quantistico, perché raggiungono essenzialmente le stesse prestazioni logiche dei circuiti di codice di superficie standard riducendo al contempo le richieste sull’hardware.

Riepilogo popolare

Il QEC è vitale per il futuro calcolo quantistico tollerante ai guasti e il codice di superficie è uno dei codici QEC più comuni destinati alla realizzazione sperimentale e ha requisiti circuitali realizzabili ma difficili: una griglia quadrata di qubit in grado di eseguire porte CNOT/CZ ad alta velocità fedeltà. Utilizzando il nuovo concetto di rilevamento delle regioni, progettiamo nuovi circuiti per implementare il codice di superficie, migliorando rispetto alle costruzioni precedenti in diversi modi. In particolare, forniamo circuiti che si incorporano su una griglia esagonale invece che su una griglia quadrata, che possono utilizzare porte ISWAP invece di porte CNOT o CZ e che spostano patch logiche attorno alla griglia fisica di qubit durante l'esecuzione. Tutte queste costruzioni non utilizzano ulteriori strati di gate aggrovigliati e mostrano essenzialmente le stesse prestazioni logiche. Queste nuove libertà allentano i requisiti sull’hardware, contribuendo a consentire future implementazioni del codice di superficie.

► dati BibTeX

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, Kevin C. Miao, Matt McEwen, Juan Atalaya, Dvir Kafri, Leonid P. Pryadko, Andreas Bengtsson, Alex Opremcak, Kevin J. Satzinger, Zijun Chen, Paul V. Klimov, Chris Quintana, Rajeev Acharya, Kyle Anderson, Markus Ansmann, Frank Arute, Kunal Arya, Abraham Asfaw, Joseph C. Bardin, Alexandre Bourassa, Jenna Bovaird, Leon Brill, Bob B. Buckley, David A. Buell, Tim Burger, Brian Burkett, Nicholas Bushnell, Juan Campero, Ben Chiaro, Roberto Collins , Paul Conner, Alexander L. Crook, Ben Curtin, Dripto M. Debroy, Sean Demura, Andrew Dunsworth, Catherine Erickson, Reza Fatemi, Vinicius S. Ferreira, Leslie Flores Burgos, Ebrahim Forati, Austin G. Fowler, Brooks Foxen, Gonzalo Garcia, William Giang, Craig Gidney, Marissa Giustina, Raja Gosula, Alejandro Grajales Dau, Jonathan A. Gross, Michael C. Hamilton, Sean D. Harrington, Paula Heu, Jeremy Hilton, Markus R. Hoffmann, Sabrina Hong, Trent Huang, Ashley Huff, Justin Iveland, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Cody Jones, Julian Kelly, Seon Kim, Fedor Kostritsa, John Mark Kreikebaum, David Landhuis, Pavel Laptev, Lily Laws, Kenny Lee, Brian J. Lester, Alexander T. Lill, Wayne Liu, Aditya Locharla, Erik Lucero, Steven Martin, Anthony Megrant, Xiao Mi, Shirin Montazeri, Alexis Morvan, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Charles Neill, Ani Nersisyan, Michael Newman, Jiun How Ng, Anthony Nguyen, Murray Nguyen, Rebecca Potter, Charles Rocque, Pedram Roushan, Kannan Sankaragomathi, Christopher Schuster, Michael J. Shearn, Aaron Shorter, Noah Shutty, Vladimir Shvarts, Jindra Skruzny, W. Clarke Smith, George Sterling, Marco Szalay, Douglas Thor, Alfredo Torres, Theodore White , Bryan WK Woo, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Juhwan Yoo, Grayson Young, Adam Zalcman, Ningfeng Zhu, Nicholas Zobrist, Hartmut Neven, Vadim Smelyanskiy, Andre Petukhov, Alexander N. Korotkov, Daniel Sank e Yu Chen, “ Superare le perdite nella correzione degli errori quantistici scalabili” (2022) Editore: arXiv Numero di versione: 1.
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Citato da

[1] JF Marques, H. Ali, BM Varbanov, M. Finkel, HM Veen, SLM van der Meer, S. Valles-Sanclemente, N. Muthusubramanian, M. Beekman, N. Haider, BM Terhal e L. DiCarlo , "Unità di riduzione delle perdite interamente a microonde per la correzione degli errori quantistici con qubit transmon superconduttori", Lettere di revisione fisica 130 25, 250602 (2023).

[2] Hector Bombin, Chris Dawson, Terry Farrelly, Yehua Liu, Naomi Nickerson, Mihir Pant, Fernando Pastawski e Sam Roberts, "Complessi tolleranti agli errori", arXiv: 2308.07844, (2023).

[3] Jiaxuan Zhang, Yu-Chun Wu e Guo-Ping Guo, "Facilitare l'informatica quantistica tollerante agli errori basata su codici colore", arXiv: 2309.05222, (2023).

[4] Oscar Higgott e Craig Gidney, “Sparse Blossom: correggere un milione di errori al secondo core con la corrispondenza del peso minimo”, arXiv: 2303.15933, (2023).

[5] Alex Townsend-Teague, Julio Magdalena de la Fuente e Markus Kesselring, "Floquetificazione del codice colore", arXiv: 2307.11136, (2023).

[6] Adam Siegel, Armands Strikis, Thomas Flatters e Simon Benjamin, "Codice di superficie adattivo per la correzione degli errori quantistici in presenza di difetti temporanei o permanenti", Quantico 7, 1065 (2023).

[7] Hector Bombin, Daniel Litinski, Naomi Nickerson, Fernando Pastawski e Sam Roberts, "Unificazione dei sapori della tolleranza agli errori con il calcolo ZX", arXiv: 2303.08829, (2023).

[8] V. Srinivasa, JM Taylor e JR Petta, "Entanglement mediato dalla cavità di qubit di spin guidati parametricamente tramite bande laterali", arXiv: 2307.06067, (2023).

[9] Suhas Vittal, Poulami Das e Moinuddin Qureshi, "ERASER: verso la soppressione adattiva delle perdite per l'informatica quantistica tollerante ai guasti", arXiv: 2309.13143, (2023).

[10] Nicolas Delfosse e Adam Paetznick, “Codici spaziotemporali dei circuiti di Clifford”, arXiv: 2304.05943, (2023).

[11] Bence Hetényi e James R. Wootton, "Personalizzare la correzione degli errori quantistici per spingere i qubit", arXiv: 2306.17786, (2023).

[12] Craig Gidney e Dave Bacon, “Meno bacon più soglia”, arXiv: 2305.12046, (2023).

[13] Craig Gidney, "Accesso sul posto alla base Y del codice di superficie", arXiv: 2302.07395, (2023).

[14] Gyorgy P. Geher, Ophelia Crawford e Earl T. Campbell, "I programmi aggrovigliati facilitano i requisiti di connettività hardware per la correzione degli errori quantistici", arXiv: 2307.10147, (2023).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2023-11-07 14:39:41). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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