แทนที่การเข้าถึงพื้นฐานรหัสพื้นผิว Y

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

เครก กิดนีย์

Google Quantum AI, ซานตาบาร์บาร่า, แคลิฟอร์เนีย 93117, สหรัฐอเมริกา

พบบทความนี้ที่น่าสนใจหรือต้องการหารือ? Scite หรือแสดงความคิดเห็นใน SciRate.

นามธรรม

ในบทความนี้ ฉันลดต้นทุนของการวัดพื้นฐาน Y และการเริ่มต้นในโค้ดพื้นผิวลงได้เกือบลำดับความสำคัญ การหลอมรวมข้อบกพร่องการบิดในแนวทแยงมุมทั่วแพทช์โค้ดพื้นผิวไปถึงพื้นฐาน Y ในรอบ $lfloor d/2 rfloor + 2$ โดยไม่ต้องออกจากกล่องขอบเขตของแพทช์และไม่ลดระยะห่างของโค้ด ฉันใช้การสุ่มตัวอย่างแบบมอนติคาร์โลเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของโครงสร้างภายใต้สัญญาณรบกวนของวงจร และเพื่อวิเคราะห์การกระจายของข้อผิดพลาดเชิงตรรกะ การวัดพื้นฐาน Y แบบแทนที่ราคาถูกช่วยลดต้นทุนของ S gate และโรงงาน Magic State และปลดล็อคการตรวจเอกซเรย์การวัด Pauli ของคิวบิตโค้ดพื้นผิวบนฮาร์ดแวร์ที่มีพื้นที่จำกัด

แทนที่การเข้าถึง Surface Code Y Basis PlatoBlockchain Data Intelligence ค้นหาแนวตั้ง AI.

ภาพเด่น: ความก้าวหน้าในอดีตของไดอะแกรมข้อบกพร่อง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าต้นทุนในการเข้าถึงโค้ดพื้นผิว Y ดีขึ้นอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป

สรุปยอดนิยม

รหัสพื้นผิวเป็นคู่แข่งชั้นนำสำหรับรหัสแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเพื่อใช้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมทำให้การดำเนินการบางประเภททำได้ยาก ในอดีต การวัดคิวบิตโค้ดพื้นผิวในฐาน X และ Z เป็นเรื่องง่าย แต่เข้าถึงพื้นฐาน Y ได้ยาก นี่เป็นปัญหาเนื่องจากงานทั่วไป เช่น การคำนวณเกต AND ภายใต้การซ้อนทับ เกี่ยวข้องกับการแตะพื้นฐาน Y เมื่อเวลาผ่านไป ค่าใช้จ่ายในการเข้าถึงพื้นฐาน Y ของโค้ดพื้นผิวก็ลดลง เอกสารนี้ลดต้นทุนได้เกือบอีก 10 เท่า

► ข้อมูล BibTeX

@article{Gidney2024inplaceaccessto, ดอย = {10.22331/q-2024-04-08-1310}, URL = {https://doi.org/10.22331/q-2024-04-08-1310}, title = {แทนที่ {A} เข้าถึง {S} พื้นผิว {C} โหนด {Y} {B}asis}, ผู้แต่ง = {Gidney, Craig}, วารสาร = {{ควอนตัม}}, issn = {2521-327X}, ผู้เผยแพร่ = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens ใน den Quantenwissenschaften}}, ปริมาณ = {8}, หน้า = {1310}, เดือน = เม.ย. ปี = {2024} -

► ข้อมูลอ้างอิง

[1] Panos Aliferis, Daniel Gottesman และ John Preskill, “เกณฑ์ความแม่นยำควอนตัมสำหรับโค้ดระยะทาง 3 ที่ต่อกัน” arXiv preprint quant-ph/0504218 (2005)
https://doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/0504218

[2] Christian Kraglund Andersen, Ants Remm, Stefania Lazar, Sebastian Krinner, Nathan Lacroix, Graham J. Norris, Mihai Gabureac, Christopher Eichler และ Andreas Wallraff, “การตรวจจับข้อผิดพลาดควอนตัมซ้ำในรหัสพื้นผิว” ฟิสิกส์ธรรมชาติ 16, 875–880 (2020 ).
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0920-y

[3] Hector Bombin, Chris Dawson, Ryan V Mishmash, Naomi Nickerson, Fernando Pastawski และ Sam Roberts, “บล็อกเชิงตรรกะสำหรับการคำนวณควอนตัมทอพอโลยีที่ทนต่อข้อผิดพลาด” arXiv พิมพ์ล่วงหน้า arXiv:2112.12160 (2021)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2112.12160

[4] Benjamin J Brown, Katharina Laubscher, Markus S Kesselring และ James R Wootton, “เจาะรูและตัดมุมเพื่อให้ได้ประตู Clifford ด้วยรหัสพื้นผิว” Physical Review X 7, 021029 (2017)
https://doi.org/10.1103/PhysRevX.7.021029

[5] Christopher Chamberland และ Earl T Campbell “การประมวลผลควอนตัมสากลพร้อมการผ่าตัดขัดแตะแบบเข้ารหัสชั่วคราวแบบไม่มีการบิด” PRX Quantum 3, 010331 (2022)
https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010331

[6] Austin G Fowler และ Simon J Devitt “สะพานเพื่อลดการคำนวณควอนตัมเหนือศีรษะ” arXiv preprint arXiv:1209.0510 (2012)
https://doi.org/10.48550/arXiv.1209.0510

[7] Austin G Fowler และ Craig Gidney “การคำนวณควอนตัมค่าใช้จ่ายต่ำโดยใช้การผ่าตัดขัดแตะ” arXiv preprint arXiv:1808.06709 (2018)
https://doi.org/10.48550/arXiv.1808.06709

[8] AG Fowler, M. Mariantoni, JM Martinis และ AN Cleland, “รหัสพื้นผิว: สู่การคำนวณควอนตัมสเกลขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริง” Phys. รายได้ที่ 86, 032324 (2012) arXiv:1208.0928.
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.86.032324

[9] Daniel Gottesman และ Isaac L Chuang “สาธิตความมีชีวิตของการคำนวณควอนตัมสากลโดยใช้การเคลื่อนย้ายมวลสารและการดำเนินการควอบิตเดี่ยว” Nature 402, 390 (1999)
https://doi.org/10.1038/46503

[10] Craig Gidney และ Martin Ekerå “วิธีแยกตัวประกอบจำนวนเต็ม RSA 2048 บิตใน 8 ชั่วโมงโดยใช้ 20 ล้านคิวบิตที่มีเสียงดัง” Quantum 5, 433 (2021)
https://doi.org/10.22331/q-2021-04-15-433

[11] Craig Gidney และ Austin Fowler “S gate รหัสพื้นผิวที่เล็กกว่าเล็กน้อย” arXiv พิมพ์ล่วงหน้า arXiv:1708.00054 (2017)
https://doi.org/10.48550/arXiv.1708.00054

[12] Craig Gidney และ Austin G Fowler “โรงงานของรัฐเวทมนตร์ที่มีประสิทธิภาพพร้อมตัวเร่งการเปลี่ยนแปลง CCZ เป็น 2T” Quantum 3, 135 (2019)
https://doi.org/10.22331/q-2019-04-30-135

[13] เครก กิดนีย์, ไมเคิล นิวแมน, ออสติน ฟาวเลอร์ และไมเคิล บรอจตัน, “หน่วยความจำรังผึ้งที่ทนต่อความผิดพลาด” Quantum 5, 605 (2021)
https://doi.org/10.22331/q-2021-12-20-605

[14] Craig Gidney “Stim: เครื่องจำลองวงจรกันโคลงอย่างรวดเร็ว” Quantum 5, 497 (2021)
https://doi.org/10.22331/q-2021-07-06-497

[15] Craig Gidney “การทดลองความเสถียร: การทดลองหน่วยความจำคู่ที่ถูกมองข้าม” Quantum 6, 786 (2022)
https://doi.org/10.22331/q-2022-08-24-786

[16] Craig Gidney “ข้อมูลสำหรับ “การเข้าถึงแบบ Inplace Access to the Surface Code Y Basis”” Zenodo (2023)
https://doi.org/10.5281/zenodo.7487893

[17] Thomas Häner, Samuel Jaques, Michael Naehrig, Martin Roetteler และ Mathias Soeken, “ปรับปรุงวงจรควอนตัมสำหรับลอการิทึมแบบไม่ต่อเนื่องของเส้นโค้งรูปไข่” การเข้ารหัสหลังควอนตัม: การประชุมนานาชาติครั้งที่ 11, PQCrypto 2020, ปารีส, ฝรั่งเศส, 15–17 เมษายน 2020, การดำเนินการ 12100, 425 (2020)
https://doi.org/10.1007/978-3-030-44223-1_23

[18] Clare Horsman, Austin G Fowler, Simon Devitt และ Rodney Van Meter, “การคำนวณควอนตัมรหัสพื้นผิวโดยการผ่าตัดขัดแตะ” New Journal of Physics 14, 123011 (2012)
https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/12/123011

[19] Aleksander Kubica, Beni Yoshida และ Fernando Pastawski, “การเปิดเผยรหัสสี” วารสารฟิสิกส์ใหม่ 17, 083026 (2015)
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/8/083026

[20] Daniel Litinski “เกมแห่งโค้ดพื้นผิว: การประมวลผลควอนตัมขนาดใหญ่พร้อมการผ่าตัดขัดแตะ” arXiv พิมพ์ล่วงหน้า arXiv:1808.02892 (2018)

[21] Matt McEwen, Dave Bacon และ Craig Gidney “ข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ที่ผ่อนคลายสำหรับวงจรรหัสพื้นผิวโดยใช้ไดนามิกของเวลา” (2023)
https://doi.org/10.48550/ARXIV.2302.02192
https://arxiv.org/abs/2302.02192

[22] Jonathan E Moussa “ประตู Transversal Clifford บนโค้ดพื้นผิวแบบพับ” Physical Review A 94, 042316 (2016)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.94.042316

[23] Brett Victor “สื่อสำหรับการคิดที่คิดไม่ถึง” (2013) [ออนไลน์; เข้าถึงเมื่อ 12 ธันวาคม 2022].
http:///worrydream.com/#!/MediaForThinkingTheUnthinkable

[24] อดัม โจเซฟ ซัลแมน, อลัน เดร์ค, อลัน โฮ, อเล็กซ์ โอเปรมคัค, อเล็กซานเดอร์ โครอตคอฟ, อเล็กซานเดอร์ บูราสซ่า, อังเดร เกรกอรี เปตูคอฟ, อันเดรียส เบงต์สัน, แอนดรูว์ ดันสเวิร์ธ, แอนโธนี เมแกรนท์, ออสติน ฟาวเลอร์, บาลินท์ ปาโต้, เบนจามิน คิอาโร, เบนจามิน วิลลาลองก้า, ไบรอัน เบอร์เกตต์, บรูคส์ ไรลีย์ ฟ็อกเซน , แคทเธอรีน เอริคสัน, ชาร์ลส นีลล์, คริส ควินทาน่า, โคดี้ โจนส์, เคร็ก ไมเคิล กิดนีย์, แดเนียล เอปเพนส์, แดเนียล แซงก์, เดฟ ลันด์ฮุส, เดวิด เอ บูเอลล์, ดั๊ก สเตรน, ดวีร์ คาฟริ, เอ็ดเวิร์ด ฟาร์ฮี, เอริค ออสท์บี, เอริค ลูเซโร, อีวาน เจฟฟรีย์, เฟดอร์ คอสตริตซา แฟรงค์ คาร์ลตัน อารูเต, ฮาร์ทมุท เนเวน, อิกอร์ อไลเนอร์, เจมี เหยา, จาร์ร็อด ไรอัน แม็คคลีน, เจเรมี แพตเตอร์สัน ฮิลตัน, จิมมี เฉิน, โจนาธาน อาร์เธอร์ กรอสส์, โจเซฟ บาร์ดิน, จอช มูตุส, ฮวน อตาลายา, จูเลียน เคลลี่, เควิน เมียว, เควิน แซทซิงเกอร์, คอสติอันติน เคเชดซี่, คูนัล อารยา, มาร์โก ซาเลย์, มาริสซา กุสติน่า, มาซูด โมห์เซนี, แมตต์ แม็คอีเวน, แมตต์ เทรวิธิค, แมทธิว นีลีย์, แมทธิว พี แฮร์ริแกน, ไมเคิล บรอห์ตัน, ไมเคิล นิวแมน, เมอร์ฟี่ ยุเอเชน นิว, นิโคลัส บุชเนลล์, นิโคลัส เรดด์, นิโคลัส รูบิน, โอเฟอร์ นามาน, โอไรออน มาร์ติน, พอล วิคเตอร์ คลิมอฟ, พาเวล ลาปเตฟ, เปดรัม โรชาน, ปิง เย่, รามี บาเรนด์ส, โรแบร์โต้ คอลลินส์, ไรอัน แบบบุช, ซาบริน่า ฮอง, ฌอน เดมูรา, ฌอน แฮร์ริงตัน, ซอน คิม, เซอร์เก อิซาคอฟ, เซอร์จิโอ บอยโซ่, เท็ด ไวท์, โธมัส อี โอไบรอัน, เทรนท์ Huang, Trevor Mccourt, Vadim Smelyanskiy, Vladimir Shvarts, William Courtney, Wojtek Mruczkiewicz, Xiao Mi, Yu Chen และ Zhang Jiang, “การปราบปรามข้อผิดพลาดของการพลิกบิตหรือเฟสแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลด้วยการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมซ้ำๆ” ธรรมชาติ (2021)
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03588-y

[25] โหยวเว่ย จ้าว, หยางเซิน เย่, เหอเหลียง ฮวง, อี้หมิง จาง, ต้าเฉา วู, ฮุ่ยจี้ กวน, ชิงหลิง จู้, ซูหลิน เว่ย, ตันเหอ, ซีรุย เฉา, ฟูเซิง เฉิน, ตุงซุน จุง, ฮุยเติ้ง, เต้าจิน ฟ่าน, หมิงกง, เฉิง กัว, เฉาจุน กัว, เหลียนเฉิน ฮั่น, นาลี, เฉาเว่ยลี่, หยวนหลี่, ฟูเถียนเหลียง, จินลิน, ห่าวหรานเฉียน, ห่าหรง, หงซู, ลี่หัวซุน, ฉือหยูหวาง, ยู่หลินหวู่, หยูซู, ชองหยิง, เจียเล่อหยู, Chen Zha, Kaili Zhang, Yong-Heng Huo, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, Xiaobo Zhu และ Jian-Wei Pan "การรับรู้รหัสพื้นผิวที่แก้ไขข้อผิดพลาดด้วย Qubits ตัวนำยิ่งยวด" จดหมายทบทวนทางกายภาพ 129 (2022) .
https://doi.org/10.1103/physrevlett.129.030501

อ้างโดย

[1] Jiaxuan Zhang, Yu-Chun Wu และ Guo-Ping Guo, “อำนวยความสะดวกในการคำนวณควอนตัมที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดในทางปฏิบัติตามรหัสสี”, arXiv: 2309.05222, (2023).

หยางเซ่น เย่, ตัน เหอ, เหอ-เหลียง ฮวง, ซูลิน เว่ย, อี้หมิง จาง, โหยวเว่ย จ้าว, ต้าเฉา วู, ชิงหลิง จู, ฮุ่ยจี้ กวน, ซีรุ่ย เฉา, ฟูเซิง เฉิน, ตุง ซุน ชุง, ฮุย เติ้ง, เต้าจิน ฟาน, หมิง 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 และ Jian-Wei Pan, “การเตรียมสถานะเวทมนตร์เชิงตรรกะด้วยความเที่ยงตรงเกินเกณฑ์การกลั่นบนตัวประมวลผลควอนตัมตัวนำยิ่งยวด”, จดหมายทบทวนทางกายภาพ 131 21, 210603 (2023).

[3] Craig Gidney, Michael Newman, Peter Brooks และ Cody Jones, “รหัสพื้นผิวแอก”, arXiv: 2312.04522, (2023).

[4] Gyorgy P. Geher, Ophelia Crawford และ Earl T. Campbell, “กำหนดการที่พันกันทำให้ข้อกำหนดการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์ง่ายขึ้นสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม”, arXiv: 2307.10147, (2023).

[5] Nick S. Blunt, György P. Gehér และ Alexandra E. Moylett, “การรวบรวมแอปพลิเคชันเคมีอย่างง่ายเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมดั้งเดิม”, การวิจัยทบทวนทางกายภาพ 6 1, 013325 (2024).

[6] Craig Gidney “เวทย์มนตร์ที่สะอาดกว่าระบุด้วยการฉีดขอตะขอ”, arXiv: 2302.12292, (2023).

[7] Michael E. Beverland, Shilin Huang และ Vadym Kliuchnikov, “ความทนทานต่อความผิดพลาดของช่องสัญญาณกันโคลง”, arXiv: 2401.12017, (2024).

[8] György P. Gehér, Campbell McLauchlan, Earl T. Campbell, Alexandra E. Moylett และ Ophelia Crawford, “จำลองประตู Hadamard ที่แก้ไขข้อผิดพลาดที่ระดับวงจร”, arXiv: 2312.11605, (2023).

[9] György P. Gehér, Ophelia Crawford และ Earl T. Campbell, “กำหนดการที่พันกันทำให้ข้อกำหนดการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์ง่ายขึ้นสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม”, PRX ควอนตัม 5 1, 010348 (2024).

การอ้างอิงข้างต้นมาจาก are อบต./นาซ่าโฆษณา (ปรับปรุงล่าสุดสำเร็จ 2024-04-09 03:49:08 น.) รายการอาจไม่สมบูรณ์เนื่องจากผู้จัดพิมพ์บางรายไม่ได้ให้ข้อมูลอ้างอิงที่เหมาะสมและครบถ้วน

On บริการอ้างอิงของ Crossref ไม่พบข้อมูลอ้างอิงงาน (ความพยายามครั้งสุดท้าย 2024-04-09 03:49:06)

บทความนี้เผยแพร่ใน Quantum ภายใต้ the ครีเอทีฟคอมมอนส์แบบแสดงที่มา 4.0 สากล (CC BY 4.0) ใบอนุญาต ลิขสิทธิ์ยังคงอยู่กับผู้ถือลิขสิทธิ์ดั้งเดิม เช่น ผู้เขียนหรือสถาบันของพวกเขา