フラクタルトポロジカルコードによる量子誤り訂正

フラクタルトポロジカルコードによる量子誤り訂正

アルピット・ドゥア1、トーマス・ヨヒム=オコナー2,3、朱関宇2,3

1物理学科および量子情報および物質研究所、カリフォルニア工科大学、パサデナ、CA 91125 USA
2IBM Quantum、IBM TJ Watson Research Center、Yorktown Heights、NY 10598 USA
3IBM Almaden Research Center、サンノゼ、CA 95120 USA

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抽象

最近、フラクタル曲面コード (FSC) のクラスが、ハウスドルフ次元 $2+epsilon$ のフラクタル格子上に構築され、フォールトトレラントな非クリフォード CCZ ゲートが可能になりました。1]。 私たちはフォールトトレラント量子メモリなどのFSCの性能を調査しています。 ハウスドルフ次元 $2+epsilon$ を持つ FSC のビット反転および位相反転エラーに対してゼロ以外のしきい値を持つ復号化戦略が存在することを証明します。 ビット反転エラーについては、フラクタル格子の穴の境界に適切な修正を設計することにより、通常の 3D 表面コードのストリング状シンドローム用に開発されたスイープ デコーダを FSC に適応させます。 FSC 用のスイープ デコーダの適応は、その自己修正性と単発性を維持します。 位相反転エラーについては、ポイントライク シンドローム用の最小重み完全一致 (MWPM) デコーダを使用します。 ハウスドルフ次元 $D_H~約 1.7 の特定の FSC について、スイープ デコーダーの現象論的ノイズの下で持続可能なフォールト トレラントしきい値 ($sim 2.95%$) と MWPM デコーダーのコード容量しきい値 ($2.966%$ で下限) を報告します。 $。 後者は、フラクタル格子上の閉じ込めヒッグス転移の臨界点の下限にマッピングでき、ハウスドルフ次元を介して調整可能です。

トポロジカル コードは、ローカルな相互作用と高いエラー訂正しきい値により、エラー訂正コードの重要なクラスです。 過去において、これらのコードは多様体のテッセレーションに対応する $D$ 次元の規則格子に関して広く研究されてきました。 私たちの研究は、フラクタル格子上の誤り訂正プロトコルとデコーダに関する最初の研究であり、フォールトトレラントなユニバーサル量子計算の時空オーバーヘッドを大幅に削減できる可能性があります。 私たちは、フラクタル格子のあらゆる長さのスケールで穴が存在する場合の解読という課題を克服しました。 特に、フラクタル格子上の点状シンドロームと文字列状シンドロームの両方に対して、明らかに非ゼロの誤り訂正閾値を備えたデコーダを提示します。 注目すべきことに、フラクタル次元が XNUMX に近づいた場合でも、文字列状シンドロームの自己修正とシングルショット修正の望ましい特性が、復号化スキームで依然として維持されています。 このような特性は、XNUMX 次元 (またはそれ以上の) コードでのみ可能であると考えられていました。

►BibTeXデータ

►参照

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によって引用

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上記の引用は SAO / NASA ADS (最後に正常に更新された2023-09-27 01:52:57)。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

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