גישה ל-Surface Code Y Basis

גישה ל-Surface Code Y Basis

חותמת זמן: 8 באפריל 2024 11:39

קרייג גידני

Google Quantum AI, סנטה ברברה, קליפורניה 93117, ארה"ב

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

במאמר זה, הורדתי את העלות של מדידת בסיס Y ואתחול בקוד השטח בכמעט סדר גודל. איחוי פגמי טוויסט באלכסון על פני תיקון קוד פני השטח מגיע לבסיס Y בסבבים של $lfloor d/2 rfloor + 2$, מבלי לצאת מהתיבה התוחמת של התיקון ומבלי להקטין את מרחק הקוד. אני משתמש בדגימת מונטה קרלו כדי למדוד את הביצועים של הבנייה תחת רעש מעגל, וכדי לנתח את התפלגות השגיאות הלוגיות. מדידת בסיס Y זולה במקום מפחיתה את העלות של שערי S ומפעלי מצב קסם, ופותחת את הנעילה של טומוגרפיית מדידת פאולי של קיוביטים של קוד פני השטח בחומרה מוגבלת מקום.

Inplace Access ל-Surface Code Y Basis PlatoBlockchain Data Intelligence. חיפוש אנכי. איי.

תמונה מוצגת: התקדמות היסטורית של דיאגרמות פגמים, המראה כיצד עלות ההגעה לבסיס קוד Y פני השטח השתפרה באופן דרמטי עם הזמן.

סיכום פופולרי

קוד השטח הוא מתחרה מוביל לקוד תיקון השגיאות הקוונטי לשימוש במחשבים קוונטיים בקנה מידה גדול. תיקון שגיאות קוונטי מקשה על ביצוע סוגים מסוימים של פעולות. מבחינה היסטורית, קל היה למדוד קיוביטים של קוד משטח בבסיסי X ו-Z, אך קשה להגיע לבסיס Y. זו בעיה מכיוון שמשימות נפוצות, כמו מחשוב שער AND בסופרפוזיציה, כרוכה בנגיעה בבסיס ה-Y. עם הזמן, עלות ההגעה לבסיס Y של קוד השטח ירדה. מאמר זה מוזיל את העלות בכמעט גורם נוסף של 10.

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] Panos Aliferis, Daniel Gottesman, and John Preskill, "סף דיוק קוונטי עבור קודי מרחק-3 משורשרים" arXiv preprint quant-ph/​0504218 (2005).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.quant-ph/​0504218

[2] כריסטיאן קרגלונד אנדרסן, נמלים רם, סטפניה לזר, סבסטיאן קרינר, נתן לקרויה, גרהם ג'יי נוריס, מיחאי גאבוראק, כריסטופר אייכלר ואנדראס וולרף, "זיהוי שגיאות קוונטיות חוזרות בקוד משטח" Nature Physics 16, 875–880 (2020) ).
https: / doi.org/â € ‹10.1038 / s41567-020-0920-y

[3] הקטור בומבין, כריס דוסון, ריאן וי מישמש, נעמי ניקרסון, פרננדו פסטבסקי וסם רוברטס, "בלוקים לוגיים לחישוב קוונטי טופולוגי סובלני לתקלות" arXiv preprint arXiv:2112.12160 (2021).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2112.12160

[4] בנג'מין ג'יי בראון, קתרינה לאובשר, מרקוס ס קסלרינג וג'יימס אר ווטון, "בחירת חורים וחיתוך פינות כדי להשיג שערי קליפורד עם קוד השטח" Physical Review X 7, 021029 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021029

[5] כריסטופר צ'מברלנד וארל טי קמפבל "מחשוב קוונטי אוניברסלי עם ניתוח סריג ללא פיתולים ומקודד זמני" PRX Quantum 3, 010331 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010331

[6] Austin G Fowlerand Simon J Devitt "A bridge to lower overhead computation quantum" arXiv preprint arXiv:1209.0510 (2012).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1209.0510

[7] Austin G Fowlerand Craig Gidney "חישוב קוונטי תקורה נמוך באמצעות ניתוח סריג" arXiv preprint arXiv:1808.06709 (2018).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1808.06709

[8] AG Fowler, M. Mariantoni, JM Martinis, ו-AN Cleland, "קודי שטח: לקראת חישוב קוונטי מעשי בקנה מידה גדול" פיזי. Rev. A 86, 032324 (2012) arXiv:1208.0928.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.032324

[9] Daniel Gottesmanand Isaac L Chuang "הדגמת הכדאיות של חישוב קוונטי אוניברסלי באמצעות טלפורטציה ופעולות קיוביט בודדות" Nature 402, 390 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 46503

[10] Craig Gidneyand Martin Ekerå "כיצד להשפיע על מספרי RSA שלמים של 2048 סיביות תוך 8 שעות באמצעות 20 מיליון קיוביטים רועשים" Quantum 5, 433 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-15-433

[11] קרייג גידני ואוסטין פאולר "A little smaller surface code S gate" arXiv preprint arXiv:1708.00054 (2017).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1708.00054

[12] קרייג גידני ואוסטין ג'י פאולר "מפעלי מצב קסם יעילים עם טרנספורמציה מזורזת של CCZ ל-2T" Quantum 3, 135 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-04-30-135

[13] קרייג גידני, מייקל ניומן, אוסטין פאולר ומייקל ברוטון, "זיכרון חלת דבש עמיד בפני תקלות" Quantum 5, 605 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-12-20-605

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

[15] קרייג גידני "ניסויי יציבות: הדואל של ניסויי זיכרון" קוונטום 6, 786 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-08-24-786

[16] קרייג גידני "נתונים עבור "גישה במקום לבסיס קוד Y של השטח"" Zenodo (2023).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.7487893

[17] תומס האנר, סמואל ג'אקס, מייקל נאהריג, מרטין רוטלר ומתיאס סוקן, "מעגלים קוונטיים משופרים ללוגריתמים בדידים של עקומה אליפטית" פוסט-קוונטי קריפטוגרפיה: הכנס הבינלאומי ה-11, PQCrypto 2020, פריז, צרפת, 15-17 באפריל, 2020 12100, 425 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-030-44223-1_23

[18] קלייר הורסמן, אוסטין ג'י פאולר, סיימון דוויט ורודני ואן מטר, "מחשוב קוד קוונטי על ידי ניתוח סריג" New Journal of Physics 14, 123011 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​14/​12/​123011

[19] אלכסנדר קוביקה, בני יושידה ופרננדו פסטבסקי, "Unfolding the color code" New Journal of Physics 17, 083026 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​8/​083026

[20] דניאל ליטינסקי "משחק של קודי שטח: מחשוב קוונטי בקנה מידה גדול עם ניתוח סריג" arXiv preprint arXiv:1808.02892 (2018).

[21] מאט מקיוון, דייב בייקון וקרייג גידני, "דרישות חומרה מרגיעות למעגלי קוד שטח באמצעות דינמיקה של זמן" (2023).
https://doi.org/​10.48550/​ARXIV.2302.02192
https: / / arxiv.org/ abs / 2302.02192

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

[23] ברט ויקטור "מדיה לחשיבה על הבלתי מתקבל על הדעת" (2013) [מקוון; ניגש ב-12 בדצמבר 2022].
http://​/​worrydream.com/​#!/​MediaForThinkingTheUnthinkable

[24] אדם ג'וזף זלקמן, אלן דרק, אלן הו, אלכס אופרמק, אלכסנדר קורוטקוב, אלכסנדר בוראסה, אנדרה גרגורי פטוחוב, אנדראס בנגסון, אנדרו דונסוורת', אנתוני מגאנט, אוסטין פאולר, באלינט פאטו, בנג'מין צ'יארו, בנג'מין ויללונגה, בריאן בורקט, ברוקס ריילי פוקסן , קתרין אריקסון, צ'ארלס ניל, כריס קווינטנה, קודי ג'ונס, קרייג מייקל גידני, דניאל אפנס, דניאל סאנק, דייב לנדהויז, דיוויד א ביואל, דאג סטריין, דביר כפרי, אדוארד פרחי, אריק אוסטבי, אריק לוצ'רו, אוון ג'פרי, פדור קוסטריצה , פרנק קרלטון ארוט, הרטמוט נבן, איגור אליינר, ג'יימי יאו, ג'רוד ריאן מקלין, ג'רמי פטרסון הילטון, ג'ימי צ'ן, ג'ונתן ארתור גרוס, ג'וזף ברדין, ג'וש מוטוס, חואן אטלאיה, ג'וליאן קלי, קווין מיאו, קווין סאצינגר, קוסטיאנטין קצ'דז'י, קונאל אריה, מרקו סלאי, מריסה ג'וסטינה, מסעוד מוחסני, מאט מקיוון, מאט טרווית'יק, מתיו נילי, מתיו פ הריגן, מייקל ברוטון, מייקל ניומן, מרפי יוז'ן ניו, ניקולס בושנל, ניקולס רד, ניקולס רובין, עופר נעמן, אוריון מרטין, פול ויקטור קלימוב, פאבל לאפטב, פדרם רושאן, פינג יה, רמי ברנדס, רוברטו קולינס, ריאן בבוש, סברינה הונג, שון דמורה, שון הרינגטון, סון קים, סרגיי איסקוב, סרחיו בוישו, טד ווייט, תומאס אי אובריאן, טרנט Huang, Trevor Mccourt, Vadim Smelyanskiy, Vladimir Shvarts, William Courtney, Wojtek Mruczkiewicz, Xiao Mi, Yu Chen, and Zhang Jiang, "דיכוי אקספוננציאלי של שגיאות סיביות או פאזה עם תיקון שגיאות קוונטי חוזרות ונשנות" Nature (2021).
https: / doi.org/â € ‹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, וג'יאן-Wei Pan, "מימוש של קוד משטח מתקן שגיאות עם קוביטים מוליכים-על" מכתבי סקירה פיזית 129 (2022) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.129.030501

מצוטט על ידי

[1] Jiaxuan Zhang, Yu-Chun Wu ו-Guo-Ping Guo, "הקלת מחשוב קוונטי סובלני תקלות מעשי המבוסס על קודי צבע", 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 וג'יאן-Wei Pan, "הכנת מצב קסם לוגי בנאמנות מעבר לסף הזיקוק במעבד קוונטי מוליך-על", מכתבי ביקורת גופנית 131 21, 210603 (2023).

[3] קרייג גידני, מייקל ניומן, פיטר ברוקס וקודי ג'ונס, "קודים משטחים יוקרתיים", arXiv: 2312.04522, (2023).

[4] Gyorgy P. Geher, Ophelia Crawford, וארל T. Campbell, "הסתבכות בלוחות זמנים מקלה על דרישות קישוריות החומרה לתיקון שגיאות קוונטי", arXiv: 2307.10147, (2023).

[5] Nick S. Blunt, György P. Gehér, ואלכסנדרה E. Moylett, "קומפילציה של יישום כימיה פשוט לפרימיטיבים של תיקון שגיאות קוונטיות", מחקר סקירה גופנית 6 1, 013325 (2024).

[6] קרייג גידני, "מצבי קסם נקיים יותר עם הזרקת וו", arXiv: 2302.12292, (2023).

[7] מייקל E. Beverland, Shilin Huang, ו- Vadym Kliuchnikov, "סובלנות תקלות של ערוצי מייצב", arXiv: 2401.12017, (2024).

[8] György P. Gehér, Campbell McLauchlan, Earl T. Campbell, Alexandra E. Moylett, and Ophelia Crawford, "שער Hadamard מתוקן שגיאה מדומה ברמת המעגל", arXiv: 2312.11605, (2023).

[9] György P. Gehér, Ophelia Crawford, וארל T. Campbell, "Tangling Schedules מקל על דרישות קישוריות החומרה לתיקון שגיאות קוונטיות", PRX Quantum 5 1, 010348 (2024).

הציטוטים לעיל הם מ- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2024-04-09 03:49:08). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

On השירות המוזכר של קרוסרף לא נמצאו נתונים על ציטוט עבודות (ניסיון אחרון 2024-04-09 03:49:06)

מאמר זה מתפרסם בקוונטים תחת התקציב ייחוס Creative Commons 4.0 הבינלאומי (CC BY 4.0) רישיון. זכויות יוצרים נשארות עם בעלי זכויות היוצרים המקוריים כמו המחברים או מוסדותיהם.

בול זמן:

עוד מ יומן קוונטים