表面码的相干误差和读出误差

表面码的相干误差和读出误差

时间戳记：21年2023月8日上午07:XNUMX

阿隆·马顿1 和 János K. Asbóth1,2

1布达佩斯技术经济大学物理研究所理论物理系，Műegyetem rkp。 3.，H-1111 布达佩斯，匈牙利
2维格纳物理研究中心，H-1525 布达佩斯，PO Box 49.，匈牙利

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抽象

我们考虑读出误差和相干误差（即确定性相位旋转）对表面码的综合影响。 我们使用最近开发的数值方法，通过将物理量子位映射到马约拉纳费米子。 我们展示了如何在存在读出错误的情况下使用这种方法，并在现象学层面上进行处理：完美的投影测量可能会错误地记录结果，以及多次重复测量。 我们找到了这种错误组合的阈值，其错误率接近相应的非相干错误通道（随机 Pauli-Z 和读出错误）的阈值。 使用最坏情况保真度作为逻辑错误的衡量标准，阈值错误率为 2.6%。 低于阈值，按比例放大代码会导致逻辑级错误的一致性迅速丧失，但错误率大于相应的不相干错误通道的错误率。 我们还独立地改变相干错误率和读出错误率，并发现表面码对相干错误比对读出错误更敏感。 我们的工作将最近关于具有完美读出的相干误差的结果扩展到也发生读出误差的实验上更现实的情况。

PlatoBlockchain 数据智能表面代码中的相干错误和读出错误。垂直搜索。人工智能。

特色图片：我们的数值结果表明，即使读出错误率相当高，假设相干错误率不太高，使用表面代码的量子纠错（QEC）效果也很好（绿色区域：如果使用更多量子位，保护效果更好）高的。

热门摘要

为了执行长时间计算，必须保护量子计算机所处理的量子信息免受环境噪声的影响。 这需要量子纠错（QEC），其中每个逻辑量子位被编码成许多物理量子位的集体量子态。 我们通过数值模拟研究了最有前途的量子纠错码，即所谓的表面码，如何保护量子信息免受所谓的相干误差（一种校准误差）和读出误差的影响。 我们发现，只要错误级别低于阈值，表面代码就会随着代码的扩展提供更好的保护。 该阈值接近另一种错误组合的众所周知的阈值：不相干错误（由于与量子环境纠缠而产生的一种错误）和读出错误。 我们还发现（如附图所示）表面码对读出错误的鲁棒性比相干错误更强。 请注意，我们使用了所谓的唯象误差模型：我们非常精确地对噪声通道进行了建模，但没有在量子电路级别上对代码进行建模。

►BibTeX数据

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