קוד משטח מדידה של זוג על מחומשים

קוד משטח מדידה של זוג על מחומשים

חותמת זמן: 25 באוקטובר 2023 10:54

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, אני מציג דרך להרכיב את קוד פני השטח למדידות זוגיות של שני גופים ("מידות זוג"), כאשר מידות הזוג עוברות לאורך הקצוות של ריצוף מחומש בקהיר. המעגל המתקבל משתפר על עבודה קודמת של Chao et al. על ידי שימוש בפחות מדידות זוג לכל מדידת מייצב של ארבעה גופים (5 במקום 6) ופחות שלבי זמן לכל סבב של מדידת מייצב (6 במקום 10). באמצעות דגימת מונטה קרלו, אני מראה ששיפורים אלה מגדילים את סף הקוד של פני השטח בעת קומפילציה לזוג מדידות מ-$0.2%$ ל-$כ-0.4%$, וגם שהם משפרים את טביעת הרגל של terraquop בשער פיזי של $0.1%$ שיעור שגיאה מ-$approx6000$ qubits ל-$approx3000$ qubits. עם זאת, אני גם מראה שטביעת הרגל של ה-teraquop של הבנייה של Chao et al משתפרת מהר יותר משלי ככל ששיעור השגיאות הפיזיות יורד, וסביר להניח שהיא טובה יותר מתחת לשיעור שגיאות של שער פיזי של $0.03%$ בקירוב (עקב שגיאות וו דו-כיווניות בבנייה שלי ). אני משווה גם לקוד חלת הדבש המישורית, ומראה שלמרות שעבודה זו מקטינה באופן ניכר את הפער בין קוד השטח לקוד חלת הדבש (בעת קומפילציה למידות זוג), קוד חלת הדבש עדיין יעיל יותר (סף $כ-0.8%$, טביעת הרגל של terraquop ב-$0.1%$ מתוך $1000$ בקירוב).

קוד משטח מדידה של זוג על מודיעין נתונים מפנטגוניים PlatoBlockchain. חיפוש אנכי. איי.

תמונה מוצגת: ריצוף מחומש מכוסה מעל קוד משטח, המראה את חיבורי הקיוביט המשמשים את הקונסטרוקציה בנייר ליישום קוד משטח.

סיכום פופולרי

קודי שטח הם סוג חשוב של קוד תיקון שגיאות קוונטי. בדרך כלל קודי שטח מיושמים באמצעות אינטראקציות הפיכות, כמו שערים מבוקרים לא. אבל כמה ארכיטקטורות חומרה יכולות להתבסס על אינטראקציות בלתי הפיכות, כמו שתי מדידות זוגיות של קוויביט. מאמר זה מתאר דרך טובה יותר לבנות קוד משטח עבור ארכיטקטורות אלו. זוגות הקיוביטים המקיימים אינטראקציה על ידי הבנייה יוצרים את הקצוות של ריצוף מחומש בקהיר.

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] מרים בקנס, סיימון פרדריקס וקוואנלונג וואנג. חישוב ZX מייצב פשוט. Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science, 236: 1–20, ינואר 2017. 10.4204/​eptcs.236.1. כתובת האתר https://doi.org/​10.4204/​eptcs.236.1.
https: / / doi.org/ 10.4204 / eptcs.236.1

[2] רואי צ'או, מייקל אי בברלנד, ניקולה דלפוס, וג'ונגוואן האה. אופטימיזציה של עיצוב קוד השטח עבור קווביטים מבוססי מייג'ורנה. קוונטית, 4: 352, 2020. 10.22331 / q-2020-10-28-352.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-10-28-352

[3] בוב קוק ורוס דאנקן. אינטראקציה קוונטית ניתנות לצפייה: אלגברה קטגורית ודיאגרמה. New Journal of Physics, 13 (4): 043016, 2011. 10.1088/​1367-2630/​13/​4/​043016.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​4/​043016

[4] בוב קוק ואלכס קיסינג'ר. הדמיית תהליכים קוונטיים. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג', 2017.

[5] ניאל דה בודראפ ודומיניק הורסמן. חישוב ZX הוא שפה לניתוח סריג קוד משטח. Quantum, 4: 218, ינואר 2020. 10.22331/​q-2020-01-09-218. כתובת האתר https://doi.org/​10.22331/​q-2020-01-09-218.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-01-09-218

[6] ניקולס דלפוס ונעמי ה' ניקרסון. אלגוריתם פענוח זמן כמעט ליניארי לקודים טופולוגיים. Quantum, 5: 595, 2021. 10.22331/​q-2021-12-02-595.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-12-02-595

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

[8] קרייג גידני. Stim: סימולטור מעגל מייצב מהיר. Quantum, 5: 497, יולי 2021. ISSN 2521-327X. 10.22331/​q-2021-07-06-497.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-07-06-497

[9] קרייג גידני. נתונים עבור "קוד משטח מדידה של זוג על מחומשים", יוני 2022א. כתובת האתר https://doi.org/​10.5281/​zenodo.6626417.
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.6626417

[10] קרייג גידני. סינטר קוד מקור ב-github. https://​/​github.com/​quantumlib/​Stim/​tree/​main/​glue/​sample, 2022b.
https://​/​github.com/​quantumlib/​Stim/​tree/​main/​glue/​sample

[11] קרייג גידני ומייקל ניומן. השוואת קוד חלת הדבש המישורית. arXiv preprint arXiv:2202.11845, 2022. 10.48550/​arXiv.2202.11845.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2202.11845
arXiv: 2202.11845

[12] קרייג גידני, מייקל ניומן, אוסטין פאולר ומייקל ברוטון. זיכרון חלת דבש סובלני לתקלות. Quantum, 5: 605, 2021. 10.22331/​q-2021-12-20-605.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-12-20-605

[13] מתיו בי הייסטינגס וג'ונגוואן האה. קיוביטים לוגיים שנוצרו באופן דינמי. Quantum, 5: 564, 2021. 10.22331/​q-2021-10-19-564.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-10-19-564

[14] קלייר הורסמן, אוסטין ג'י פאולר, סימון דוויט ורודני ואן מטר. מחשוב קוונטי של קוד השטח על ידי ניתוח סריג. כתב העת החדש לפיזיקה, 14 (12): 123011, 2012. 10.1088 / 1367-2630 / 14/12/123011.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​14/​12/​123011

[15] אדם Paetznick, Christina Knapp, Nicolas Delfosse, Bela Bauer, Jeongwan Haah, Matthew B Hastings, ומרקוס פ דה סילבה. ביצועים של קודי זרימה מישוריים עם קיוביטים מבוססי מיורנה. arXiv preprint arXiv:2202.11829, 2022. 10.48550/​arXiv.2202.11829.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2202.11829
arXiv: 2202.11829

[16] ויקיפדיה. ריצוף מחומש של קהיר - ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית. https://​en.wikipedia.org/​wiki/​Cairo_pentagonal_tiling, 2022. [מקוון; ניגש 4-יוני-2022].
https://​en.wikipedia.org/​wiki/​Cairo_pentagonal_tiling

מצוטט על ידי

[1] David Aasen, Jeongwan Haah, Zhi Li, and Roger SK Mong, "Measurement Quantum Cellular Automata and Anomalies in Floquet Codes", arXiv: 2304.01277, (2023).

[2] אוסקר היגוט וניקולס פ. ברוקמן, "קונסטרוקציות וביצועים של קודי Floquet היפרבוליים וסמי-היפרבוליים", arXiv: 2308.03750, (2023).

[3] הקטור בומבין, כריס דוסון, טרי פארלי, יהוא ליו, נעמי ניקרסון, מיהיר פאנט, פרננדו פסטבסקי וסם רוברטס, "מתחמים עמידים בפני תקלות", arXiv: 2308.07844, (2023).

[4] מאט מקיוון, דייב בייקון וקרייג גידני, "דרישות חומרה מרגיעות למעגלי קוד פני שטח באמצעות דינמיקה של זמן", arXiv: 2302.02192, (2023).

[5] אלכס טאונסנד-טיאג, חוליו מגדלנה דה לה פואנטה, ומרקוס קסלרינג, "הצפת קוד הצבע", arXiv: 2307.11136, (2023).

[6] מתיו ג'יי ריגור, תומאס סי בוהדנוביץ', דיוויד רודריגז פרז, איוב א. סט, וויליאם ג'יי זנג, "שערי בדיקת זוגיות אופטימליים של חומרה עבור קודי משטח מוליכים-על", arXiv: 2211.06382, (2022).

[7] אנדראס באואר, "תהליכי תיקון שגיאות טופולוגיות מאינטגרלים של נתיב נקודות קבוע", arXiv: 2303.16405, (2023).

[8] Jiaxin Huang, Sarah Meng Li, Lia Yeh, Aleks Kissinger, Michele Mosca, ומייקל Vasmer, "טרנספורמציה גרפית של קוד CSS באמצעות ZX Calculus", arXiv: 2307.02437, (2023).

[9] הקטור בומבין, דניאל ליטינסקי, נעמי ניקרסון, פרננדו פסטבסקי וסם רוברטס, "מאחדים טעמים של סובלנות תקלות עם חישוב ZX", arXiv: 2303.08829, (2023).

[10] ניקולס דלפוס ואדם פצניק, "קודי חלל של מעגלי קליפורד", arXiv: 2304.05943, (2023).

[11] Tuomas Laakkonen, Konstantinos Meichanetzidis, and John van de Wetering, "Pituring Counting Reductions with the ZH-Calculus", arXiv: 2304.02524, (2023).

[12] ניקולס דלפוס ואדם פצניק, "סימולציה של מעגלי קליפורד רועשים ללא התפשטות תקלות", arXiv: 2309.15345, (2023).

[13] ליניאה גרנס-סמואלסון, ריאן ו' מישמש, דיוויד אסן, כריסטינה קנאפ, בלה באואר, בראד לאקי, מרקוס פ. דה סילבה ופארסה בונדרסון, "קוד משטח משופר המבוסס על מדידה זוגית", arXiv: 2310.12981, (2023).

הציטוטים לעיל הם מ- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2023-10-25 14:55:38). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

לא ניתן היה להביא נתונים מצוטטים על ידי קרוסרף במהלך ניסיון אחרון 2023-10-25 14:55:36: לא ניתן היה להביא נתונים שהובאו עבור 10.22331 / q-2023-10-25-1156 מקרוסרף. זה נורמלי אם ה- DOI נרשם לאחרונה.

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