Quyền truy cập tại chỗ vào Cơ sở mã Y của bề mặt

Quyền truy cập tại chỗ vào Cơ sở mã Y của bề mặt

Dấu thời gian: Ngày 8 tháng 2024 năm 11 39:XNUMX sáng

Craig Gidney

Google Quantum AI, Santa Barbara, California 93117, Hoa Kỳ

Tìm bài báo này thú vị hay muốn thảo luận? Scite hoặc để lại nhận xét về SciRate.

Tóm tắt

Trong bài báo này, tôi đã cắt giảm chi phí đo lường cơ sở Y và khởi tạo mã bề mặt gần một bậc. Việc kết hợp các khuyết tật xoắn theo đường chéo trên bản vá mã bề mặt sẽ đạt đến cơ sở Y trong các vòng $lfloor d/2 rfloor + 2$ mà không rời khỏi hộp giới hạn của bản vá và không làm giảm khoảng cách mã. Tôi sử dụng phương pháp lấy mẫu Monte Carlo để đánh giá hiệu suất của công trình trong điều kiện nhiễu mạch và để phân tích sự phân bổ các lỗi logic. Phép đo cơ sở Y tại chỗ giá rẻ giúp giảm chi phí của cổng S và các nhà máy trạng thái ma thuật, đồng thời mở ra khả năng chụp cắt lớp phép đo Pauli của các qubit mã bề mặt trên phần cứng có không gian hạn chế.

Truy cập tại chỗ vào Mã bề mặt Y Cơ sở Thông minh dữ liệu PlatoBlockchain. Tìm kiếm dọc. Ái.

Hình ảnh nổi bật: Tiến trình lịch sử của sơ đồ khiếm khuyết, cho thấy chi phí để đạt được cơ sở mã bề mặt Y đã được cải thiện đáng kể theo thời gian như thế nào.

Tóm tắt phổ biến

Mã bề mặt là đối thủ hàng đầu cho mã sửa lỗi lượng tử để sử dụng trong các máy tính lượng tử quy mô lớn. Việc sửa lỗi lượng tử khiến việc thực hiện một số loại thao tác trở nên khó khăn. Trong lịch sử, thật dễ dàng để đo các qubit mã bề mặt trong cơ sở X và Z, nhưng khó tiếp cận cơ sở Y. Đây là một vấn đề vì các tác vụ thông thường, như tính toán cổng AND dưới sự xếp chồng, liên quan đến việc chạm vào cơ sở Y. Theo thời gian, chi phí để đạt được cơ sở Y của mã bề mặt đã giảm xuống. Bài báo này cắt giảm chi phí gần bằng hệ số 10 khác.

► Dữ liệu BibTeX

► Tài liệu tham khảo

[1] Panos Aliferis, Daniel Gottesman và John Preskill, “Ngưỡng độ chính xác lượng tử cho mã khoảng cách-3 được nối” arXiv bản in trước 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 và Andreas Wallraff, “Phát hiện lỗi lượng tử lặp đi lặp lại trong mã bề mặt” Vật lý Tự nhiên 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 và Sam Roberts, “Các khối logic để tính toán lượng tử tôpô có khả năng chịu lỗi” arXiv bản in trước arXiv:2112.12160 (2021).
https: / / doi.org/ 10.48550 / arXiv.2112.12160

[4] Benjamin J Brown, Katharina Laubscher, Markus S Kesselring và James R Wootton, “Đục lỗ và cắt góc để đạt được cổng Clifford với mã bề mặt” Đánh giá vật lý X 7, 021029 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021029

[5] Christopher Chamberlandand Earl T Campbell “Điện toán lượng tử phổ quát với phẫu thuật mạng không xoắn và được mã hóa theo thời gian” PRX Quantum 3, 010331 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010331

[6] Austin G Fowlerand Simon J Devitt “Một cầu nối để giảm chi phí tính toán lượng tử” arXiv bản in trước arXiv:1209.0510 (2012).
https: / / doi.org/ 10.48550 / arXiv.1209.0510

[7] Austin G Fowlerand Craig Gidney “Tính toán lượng tử chi phí thấp sử dụng phẫu thuật mạng” arXiv bản in trước arXiv:1808.06709 (2018).
https: / / doi.org/ 10.48550 / arXiv.1808.06709

[8] AG Fowler, M. Mariantoni, JM Martinis và AN Cleland, “Mã bề mặt: Hướng tới tính toán lượng tử quy mô lớn thực tế” Phys. Rev. A 86, 032324 (2012) arXiv: 1208.0928.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.032324

[9] Daniel Gottesmanand Isaac L Chuang “Chứng minh khả năng tồn tại của tính toán lượng tử phổ quát bằng cách sử dụng dịch chuyển tức thời và các hoạt động qubit đơn” Nature 402, 390 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 46503

[10] Craig Gidneyand Martin Ekerå “Cách phân tích số nguyên RSA 2048 bit trong 8 giờ bằng cách sử dụng 20 triệu qubit nhiễu” Quantum 5, 433 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-15-433

[11] Craig Gidneyand Austin Fowler “Cổng S mã bề mặt nhỏ hơn một chút” arXiv bản in trước arXiv:1708.00054 (2017).
https: / / doi.org/ 10.48550 / arXiv.1708.00054

[12] Craig Gidneyand Austin G Fowler “Các nhà máy trạng thái ma thuật hiệu quả với sự chuyển đổi CCZ thành 2T được xúc tác” Lượng tử 3, 135 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-04-30-135

[13] Craig Gidney, Michael Newman, Austin Fowler và Michael Broughton, “Bộ nhớ tổ ong có khả năng chịu lỗi” Quantum 5, 605 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-12-20-605

[14] Craig Gidney “Kích thích: trình mô phỏng mạch ổn định nhanh” Lượng tử 5, 497 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-07-06-497

[15] Craig Gidney “Thí nghiệm về tính ổn định: Thí nghiệm kép về bộ nhớ bị bỏ qua” Lượng tử 6, 786 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2022-08-24-786

[16] Craig Gidney “Dữ liệu về “Quyền truy cập tại chỗ vào Cơ sở Y của Mã bề mặt”” Zenodo (2023).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.7487893

[17] Thomas Häner, Samuel Jaques, Michael Naehrig, Martin Roetteler và Mathias Soeken, “Các mạch lượng tử được cải tiến cho logarit rời rạc trên đường cong elip” Mật mã sau lượng tử: Hội nghị quốc tế lần thứ 11, PQCrypto 2020, Paris, Pháp, ngày 15–17 tháng 2020 năm 12100, Kỷ yếu 425, 2020 (XNUMX).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-030-44223-1_23

[18] Clare Horsman, Austin G Fowler, Simon Devitt và Rodney Van Meter, “Tính toán lượng tử mã bề mặt bằng giải phẫu mạng tinh thể” Tạp chí Vật lý mới 14, 123011 (2012).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​14/​12/​123011

[19] Aleksander Kubica, Beni Yoshida và Fernando Pastawski, “Mở mã màu” Tạp chí Vật lý mới 17, 083026 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​8/​083026

[20] Daniel Litinski “Trò chơi mã bề mặt: Điện toán lượng tử quy mô lớn với phẫu thuật mạng” arXiv bản in trước arXiv:1808.02892 (2018).

[21] Matt McEwen, Dave Bacon và Craig Gidney, “Nới lỏng các yêu cầu về phần cứng đối với mạch mã bề mặt sử dụng động lực học thời gian” (2023).
https: / / doi.org/ 10.48550 / ARXIV.2302.02192
https: / / arxiv.org/ abs / 2302.02192

[22] Jonathan E Moussa “Cổng Clifford ngang trên các mã bề mặt gấp” Đánh giá vật lý A 94, 042316 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.042316

[23] Brett Victor “Truyền thông tư duy những điều không thể tưởng tượng” (2013) [Trực tuyến; truy cập ngày 12 tháng 2022 năm XNUMX].
http://​/​worrydream.com/​#!/​MediaForThinkingTheUnthinkable

[24] Adam Jozef Zalcman, Alan Derk, Alan Ho, Alex Opremcak, Alexander Korotkov, Alexandre Bourassa, Andre Gregory Petukhov, Andreas Bengtsson, Andrew Dunsworth, Anthony Megrant, Austin Fowler, Bálint Pató, Benjamin Chiaro, Benjamin Villalonga, Brian Burkett, Brooks Riley Foxen , Catherine Erickson, Charles Neill, Chris Quintana, Cody Jones, Craig Michael Gidney, Daniel Eppens, Daniel Sank, Dave Landhuis, David A Buell, Doug Strain, Dvir Kafri, Edward Farhi, Eric Ostby, Erik Lucero, Evan Jeffrey, Fedor Kostritsa , Frank Carlton Arute, Hartmut Neven, Igor Aleiner, Jamie Yao, Jarrod Ryan McClean, Jeremy Patterson Hilton, Jimmy Chen, Jonathan Arthur Gross, Joseph Bardin, Josh Mutus, Juan Atalaya, Julian Kelly, Kevin Miao, Kevin Satzinger, Kostyantyn Kechedzhi, Kunal Arya, Marco Szalay, Marissa Giustina, Masoud Mohseni, Matt McEwen, Matt Trevithick, Matthew Neeley, Matthew P Harrigan, Michael Broughton, Michael Newman, Murphy Yuezhen Niu, Nicholas Bushnell, Nicholas Redd, Nicholas Rubin, Ofer Naaman, Orion Martin, Paul Victor Klimov, Pavel Laptev, Pedram Roushan, Ping Yeh, Rami Barends, Roberto Collins, Ryan Babbush, Sabrina Hong, Sean Demura, Sean Harrington, Seon Kim, Sergei Iskov, Sergio Boixo, Ted White, Thomas E O'Brien, Trent Huang, Trevor Mccourt, Vadim Smelyanskiy, Vladimir Shvarts, William Courtney, Wojtek Mruczkiewicz, Xiao Mi, Yu Chen và Zhang Jiang, “Hạn chế theo cấp số nhân các lỗi lật bit hoặc pha bằng cách sửa lỗi lượng tử lặp đi lặp lại” Nature (2021).
https: / / doi.org/ 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 và Jian-Wei Pan, “Thực hiện mã bề mặt sửa lỗi bằng Qubit siêu dẫn” Thư đánh giá vật lý 129 (2022) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / Physrevlett.129.030501

Trích dẫn

[1] Jiaxuan Zhang, Yu-Chun Wu và Guo-Ping Guo, “Tạo điều kiện thuận lợi cho tính toán lượng tử có khả năng chịu lỗi thực tế dựa trên mã màu”, 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 Đặng, 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 và Jian-Wei Pan, “Chuẩn bị trạng thái ma thuật logic với độ trung thực vượt quá ngưỡng chưng cất trên bộ xử lý lượng tử siêu dẫn”, Thư đánh giá vật lý 131 21, 210603 (2023).

[3] Craig Gidney, Michael Newman, Peter Brooks và Cody Jones, “Mã bề mặt có ách”, arXiv: 2312.04522, (2023).

[4] Gyorgy P. Geher, Ophelia Crawford và Earl T. Campbell, “Lịch trình rối giúp giảm bớt các yêu cầu kết nối phần cứng để sửa lỗi lượng tử”, arXiv: 2307.10147, (2023).

[5] Nick S. Blunt, György P. Gehér và Alexandra E. Moylett, “Biên soạn một ứng dụng hóa học đơn giản cho các nguyên tắc sửa lỗi lượng tử”, Nghiên cứu đánh giá vật lý 6 1, 013325 (2024).

[6] Craig Gidney, “Trạng thái ma thuật sạch hơn khi tiêm móc”, arXiv: 2302.12292, (2023).

[7] Michael E. Beverland, Shilin Huang và Vadym Kliuchnikov, “Khả năng chịu lỗi của các kênh ổn định”, arXiv: 2401.12017, (2024).

[8] György P. Gehér, Campbell McLauchlan, Earl T. Campbell, Alexandra E. Moylett và Ophelia Crawford, “Cổng Hadamard đã sửa lỗi được mô phỏng ở cấp độ mạch”, arXiv: 2312.11605, (2023).

[9] György P. Gehér, Ophelia Crawford và Earl T. Campbell, “Lịch trình rối giúp giảm bớt các yêu cầu kết nối phần cứng để sửa lỗi lượng tử”, PRX lượng tử 5 1, 010348 (2024).

Các trích dẫn trên là từ SAO / NASA ADS (cập nhật lần cuối thành công 2024 / 04-09 03:49:08). Danh sách có thể không đầy đủ vì không phải tất cả các nhà xuất bản đều cung cấp dữ liệu trích dẫn phù hợp và đầy đủ.

On Dịch vụ trích dẫn của Crossref không có dữ liệu về các công việc trích dẫn được tìm thấy (lần thử cuối cùng 2024 / 04-09 03:49:06).

Bài viết này được xuất bản trong Lượng tử dưới Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0) giấy phép. Bản quyền vẫn thuộc về chủ sở hữu bản quyền gốc như các tác giả hoặc tổ chức của họ.

Dấu thời gian:

Thêm từ Tạp chí lượng tử