量子物理
[提交于 2024年4月30日
]
标题: 表面码魔态工厂中避免多量子比特突发错误
标题: Averting multi-qubit burst errors in surface code magic state factories
摘要: 容错量子计算依赖于时间不变且足够低的物理错误率假设。 然而,当前的超导量子计算机受到频繁的破坏性噪声事件的影响,包括宇宙射线撞击和两能级系统缺陷的变化。 已经提出了几种软件方法来缓解这些问题,但它们在物理量子比特数量方面增加了很大的开销,因为很难通过突发错误事件保留逻辑信息。 我们专注于减轻魔术态工厂中的多量子比特突发错误,这些工厂预计将成为未来量子程序空间成本的95%。 我们的关键见解是,魔术态工厂不需要随时间保持逻辑信息;一旦我们检测到局部物理错误率的增加,就可以简单地关闭受影响的部分工厂,将工厂重新映射到新的芯片几何结构,并继续运行。 这比之前的更通用的方法更加高效,并且即使在许多同时发生的冲击事件下也具有弹性。 使用精确的物理噪声模型,我们展示了一种高效的光束检测方法,并在不同的噪声条件下评估了我们的策略。 与现有基线相比,我们发现光束引起的开销减少了几个数量级,根据噪声模型的不同,总量子比特周期成本减少了几何均值6.5倍至13.9倍。 这项工作通过提供这些错误的低开销软件缓解方法,减轻了硬件的负担。
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