University of Southern California, Los Angeles, CA 90089, USA
Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.
Minimalizem
We reduce the extra qubits needed for two fault-tolerant quantum computing protocols: error correction, specifically syndrome bit measurement, and cat state preparation. For distance-three fault-tolerant syndrome extraction, we show an exponential reduction in qubit overhead over the previous best protocol. For a weight-$w$ stabilizer, we demonstrate that stabilizer measurement tolerating one fault needs at most $lceil log_2 w rceil + 1$ ancilla qubits. If qubits reset quickly, four ancillas suffice. We also study the preparation of entangled cat states, and prove that the overhead for distance-three fault tolerance is logarithmic in the cat state size. These results apply both to near-term experiments with a few qubits, and to the general study of the asymptotic resource requirements of syndrome measurement and state preparation.
With $a$ flag qubits, previous methods use $O(a)$ flag patterns to identify faults. In order to use the same flag qubits more efficiently, we show how to use nearly all $2^a$ possible flag patterns, by constructing maximal-length paths through the $a$-dimensional hypercube.
[Vgrajeni vsebina]
Priljubljen povzetek
► BibTeX podatki
► Reference
[1] Daniel M. Greenberger, Michael A. Horne, and Anton Zeilinger. “Going beyond bell’s theorem”. Pages 69–72. Springer Netherlands. Dordrecht (1989). arXiv:0712.0921.
https://doi.org/10.1007/978-94-017-0849-4_10
arXiv: 0712.0921
[2] Nicolas Gisin and Rob Thew. “Quantum communication”. Nature Photonics 1, 165 (2007). arXiv:quant-ph/0703255.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2007.22
arXiv: kvant-ph / 0703255
[3] Jian-Wei Pan, Zeng-Bing Chen, Chao-Yang Lu, Harald Weinfurter, Anton Zeilinger, and Marek Żukowski. “Multiphoton entanglement and interferometry”. Rev. Mod. Phys. 84, 777 (2012). arXiv:0805.2853.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.777
arXiv: 0805.2853
[4] P. W. Shor. “Fault-tolerant quantum computation”. In Proceedings of the 37th Annual Symposium on Foundations of Computer Science. Page 56. FOCS ’96USA (1996). IEEE Computer Society. arXiv:quant-ph/9605011.
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1996.548464
arXiv: kvant-ph / 9605011
[5] David P. DiVincenzo and Panos Aliferis. “Effective fault-tolerant quantum computation with slow measurements”. Phys. Rev. Lett. 98, 020501 (2007). arXiv:quant-ph/0607047.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.020501
arXiv: kvant-ph / 0607047
[6] Ashley M. Stephens. “Efficient fault-tolerant decoding of topological color codes” (2014). arXiv:1402.3037.
arXiv: 1402.3037
[7] Theodore J. Yoder and Isaac H. Kim. “The surface code with a twist”. Quantum 1, 2 (2017). arXiv:1612.04795.
https://doi.org/10.22331/q-2017-04-25-2
arXiv: 1612.04795
[8] Christopher Chamberland, Aleksander Kubica, Theodore J Yoder, and Guanyu Zhu. “Triangular color codes on trivalent graphs with flag qubits”. New Journal of Physics 22, 023019 (2020). arXiv:1911.00355.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab68fd
arXiv: 1911.00355
[9] Christopher Chamberland, Guanyu Zhu, Theodore J. Yoder, Jared B. Hertzberg, and Andrew W. Cross. “Topological and subsystem codes on low-degree graphs with flag qubits”. Phys. Rev. X 10, 011022 (2020). arXiv:1907.09528.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.011022
arXiv: 1907.09528
[10] Rui Chao and Ben W. Reichardt. “Quantum error correction with only two extra qubits”. Phys. Rev. Lett. 121, 050502 (2018). arXiv:1705.02329.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.050502
arXiv: 1705.02329
[11] Rui Chao and Ben W. Reichardt. “Fault-tolerant quantum computation with few qubits”. npj Quantum Information 4, 42 (2018). arXiv:1705.05365.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-018-0085-z
arXiv: 1705.05365
[12] A. M. Steane. “Active stabilization, quantum computation, and quantum state synthesis”. Phys. Rev. Lett. 78, 2252 (1997). arXiv:quant-ph/9611027.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.2252
arXiv: kvant-ph / 9611027
[13] E. Knill. “Scalable quantum computing in the presence of large detected-error rates”. Phys. Rev. A 71, 042322 (2005). arXiv:quant-ph/0312190.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.042322
arXiv: kvant-ph / 0312190
[14] Shilin Huang and Kenneth R. Brown. “Between shor and steane: A unifying construction for measuring error syndromes”. Phys. Rev. Lett. 127, 090505 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.090505
[15] Frank Gray. Pulse code communication. U.S. Patent 2632058A. Issued Mar. 17, 1953.
[16] M. Gardner. “The Binary Gray Code”. In Knotted Doughnuts and other Mathematical Entertainments. Pages 22–39. W. H. Freeman and Company, New York (1986).
[17] Nicolas Delfosse, Ben W. Reichardt, and Krysta M. Svore. “Beyond single-shot fault-tolerant quantum error correction”. IEEE Transactions on Information Theory 68, 287–301 (2022). arXiv:2002.05180.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3120685
arXiv: 2002.05180
[18] Christopher Chamberland and Michael E. Beverland. “Flag fault-tolerant error correction with arbitrary distance codes”. Quantum 2, 53 (2018). arXiv:1708.02246.
https://doi.org/10.22331/q-2018-02-08-53
arXiv: 1708.02246
[19] Rui Chao and Ben W. Reichardt. “Flag fault-tolerant error correction for any stabilizer code”. PRX Quantum 1, 010302 (2020). arXiv:1912.09549.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.1.010302
arXiv: 1912.09549
Navedel
[1] Christopher Chamberland and Earl T. Campbell, “Circuit-level protocol and analysis for twist-based lattice surgery”, Fizični pregled raziskav 4 2, 023090 (2022).
[2] Benjamin Anker in Milad Marvian, »Pripomočki za zastavice, ki temeljijo na klasičnih kodah«, arXiv: 2212.10738, (2022).
Zgornji citati so iz SAO / NASA ADS (zadnjič posodobljeno 2023-10-24 16:33:16). Seznam je morda nepopoln, saj vsi založniki ne dajejo ustreznih in popolnih podatkov o citiranju.
Pridobitve ni bilo mogoče Crossref citirani podatki med zadnjim poskusom 2023-10-24 16:33:14: Citiranih podatkov za 10.22331 / q-2023-10-24-1154 od Crossrefa ni bilo mogoče pridobiti. To je normalno, če je bil DOI registriran pred kratkim.
Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-10-24-1154/
- : je
- :ne
- ][str
- 1
- 10
- 11
- 12
- 121
- 13
- 14
- 15%
- 16
- 17
- 19
- 1996
- 2005
- 2012
- 2014
- 2017
- 2018
- 2020
- 2021
- 2022
- 22
- 33
- 7
- 8
- 84
- 9
- 98
- a
- nad
- POVZETEK
- dostop
- doseže
- napredek
- pripadnosti
- spet
- Cilj
- vsi
- omogoča
- Prav tako
- an
- Analiza
- in
- Andrew
- Angeles
- letno
- kaj
- primerno
- Uporabi
- SE
- AS
- vidiki
- At
- poskus
- Avtor
- Avtorji
- b
- temeljijo
- BE
- počutje
- Bell
- ben
- Benjamin
- BEST
- najboljši protokol
- Poleg
- Bit
- tako
- Break
- rjav
- by
- CA
- california
- CAN
- CAT
- Chao-Yang Lu
- chen
- Christopher
- Koda
- Kode
- barva
- komentar
- Commons
- Komunikacija
- podjetje
- dokončanje
- računanje
- računalnik
- Računalništvo
- računalništvo
- gradnjo
- Gradbeništvo
- vsebina
- kontrasti
- prispevajo
- avtorske pravice
- popravljen
- bi
- Cross
- ključnega pomena
- Daniel
- datum
- David
- dekodiranje
- izkazati
- To
- Odkrivanje
- Dimenzije
- razpravlja
- razdalja
- 2
- med
- e
- učinkovite
- učinkovito
- vgrajeni
- zapletanje
- Napaka
- napake
- Eter (ETH)
- Poskusi
- eksponentna
- dodatna
- pridobivanje
- napake
- Nekaj
- manj
- Ugotovitve
- za
- Temelji
- štiri
- frank
- iz
- funkcija
- Pripomočki
- Gardner
- splošno
- grafi
- siva
- Pridelovanje
- harvard
- imetniki
- Kako
- Kako
- HTTPS
- huang
- identificirati
- IEEE
- if
- slika
- Pomembno
- Izboljšanje
- Izboljšave
- in
- Podatki
- Institucije
- Zanimivo
- Facebook Global
- v
- Izdala
- JavaScript
- Jian-Wei Pan
- Revija
- Kenneth
- Kim
- velika
- Zadnja
- pustite
- Licenca
- Seznam
- jih
- Los Angeles
- je
- matematični
- max širine
- Maj ..
- izmerjena
- Merjenje
- meritve
- merjenje
- Metoda
- Metode
- Michael
- mesec
- več
- učinkovitejše
- Najbolj
- Narava
- skoraj
- potrebna
- potrebe
- Nizozemska
- Novo
- NY
- Nicolas
- normalno
- Številka
- oktober
- of
- on
- ONE
- samo
- odprite
- optimizirana
- or
- Da
- izvirno
- Ostalo
- naši
- več
- Splošni
- Stran
- strani
- PAN
- Papir
- patent
- Vzorec
- vzorci
- opravljeno
- Fizika
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- mogoče
- Praktično
- Priprava
- Prisotnost
- prejšnja
- Postopki
- Procesi
- predlaga
- protokol
- protokoli
- Dokaži
- zagotavljajo
- objavljeno
- Založnik
- založnikov
- impulz
- Kvantna
- kvantno računalništvo
- kvantno odpravljanje napak
- kvantne informacije
- qubit
- qubits
- hitro
- R
- Cene
- Pred kratkim
- zmanjša
- Zmanjšanje
- reference
- registriranih
- ostanki
- obvezna
- Zahteve
- Raziskave
- vir
- Rezultati
- pregleda
- Rob
- s
- Enako
- shema
- Znanost
- Prikaži
- sam
- Velikosti
- počasi
- Društvo
- Južna
- posebej
- namaz
- Država
- Države
- študija
- Uspešno
- taka
- primerna
- Površina
- Surgery
- Simpozij
- sinteza
- T
- da
- O
- njihove
- Teorija
- te
- ta
- skozi
- Naslov
- do
- toleranca
- Transakcije
- Twist
- dva
- nas
- pod
- posodobljeno
- URL
- Uporaba
- uporaba
- Rabljeni
- Obseg
- W
- želeli
- je
- we
- teža
- kdaj
- ki
- z
- X
- leto
- donos
- york
- youtube
- zefirnet