양자 LDPC 코드 및 반복 디코딩을 통한 얽힘 정제

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¹애리조나 대학교 전기 및 컴퓨터 공학과, Tucson, Arizona 85721, USA
²전기 공학 및 컴퓨터 과학과, 인도 과학 교육 연구 연구소, Bhopal, Madhya Pradesh 462066, India

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추상

최근 QLDPC(양자 저밀도 패리티 검사) 코드 구성은 논리적 큐비트 수의 최적 확장과 코드 길이 측면에서 최소 거리를 제공함으로써 최소한의 리소스 오버헤드로 내결함성 양자 시스템에 대한 문을 열어줍니다. 그러나 가장 가까운 이웃 연결 기반 토폴로지 코드에서 장거리 상호 작용을 요구하는 QLDPC 코드로의 하드웨어 경로는 어려울 수 있습니다. 최적의 QLDPC 코드를 기반으로 컴퓨터와 같은 양자 시스템을 위한 모놀리식 아키텍처를 구축하는 데 실질적인 어려움이 있다는 점을 감안할 때 상호 연결된 중간 크기 양자 프로세서 네트워크를 통해 이러한 코드의 분산 구현을 고려해 볼 가치가 있습니다. 이러한 설정에서 모든 신드롬 측정 및 논리 연산은 처리 노드 간의 충실도가 높은 공유 얽힌 상태를 사용하여 수행되어야 합니다. 얽힘을 정화하기 위한 확률론적 다대일 증류 방식은 비효율적이므로 이 연구에서는 양자 오류 수정 기반 얽힘 정화를 조사합니다. 구체적으로 우리는 QLDPC 코드를 사용하여 GHZ 상태를 추출합니다. 결과적으로 충실도가 높은 논리적 GHZ 상태는 분산 양자 컴퓨팅(DQC)(예: 내결함성 Steane 증후군 추출)을 수행하는 데 사용되는 코드와 직접 상호 작용할 수 있기 때문입니다. 얽힘 분포 및 정제는 모든 양자 네트워크의 전형적인 작업이므로 이 프로토콜은 DQC 적용 범위를 넘어서 적용 가능합니다. 우리는 리프팅 제품 QLDPC 코드의 $1$ 제품군을 사용하여 $3$-qubit GHZ 상태를 증류하기 위한 순차적 일정과 함께 MSA(최소합 알고리즘) 기반 반복 디코더를 사용하고 iid 단일에서 $약 0.118$의 입력 충실도 임계값을 얻습니다. -큐비트 탈분극 잡음. 이는 모든 GHZ 정제 프로토콜에 대해 $0.7974$의 수율에 대한 최상의 임계값을 나타냅니다. 우리의 결과는 더 큰 크기의 GHZ 상태에도 적용됩니다. 여기서 $0.118$-qubit GHZ 상태의 측정 속성에 대한 기술 결과를 확장하여 확장 가능한 GHZ 정제 프로토콜을 구성합니다.

양자 LDPC 코드 및 반복적 디코딩 PlatoBlockchain 데이터 인텔리전스를 통한 얽힘 정제. 수직 검색. 일체 포함.

주요 이미지: 안정기 코드를 사용하여 GHZ 상태를 정화하는 새로운 프로토콜

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@article{Rengaswamy2024entanglement, doi = {10.22331/q-2024-01-24-1233}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-01-24-1233}, title = {Entanglement { {Q}uantum {LDPC} {C}odes 및 {I}terative {D}ecoding}을 사용한 정화, 작성자 = {Rengaswamy, Narayanan 및 Raveendran, Nithin 및 Raina, Ankur 및 Vasi{'{c}}, Bane }, 저널 = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, 출판사 = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, 권 = {8}, 페이지 = {1233}, 월 = 2024월, 연도 = {XNUMX} }

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https : / / doi.org/ 10.1109 / TQE.2020.3023419
arXiv : 1907.00310

인용

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출처: https://quantum-journal.org/papers/q-2024-01-24-1233/

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