超伝導量子プロセッサにおけるマジック状態育成
Magic state cultivation on a superconducting quantum processor (arxiv.org)
要約
量子コンピュータの誤り訂正には、リソースコストの高い非クリフォードゲートの生成が課題ですが、マジック状態育成は効率的な代替手段を提供します。本研究では、超伝導量子プロセッサ上でマジック状態育成を実験的に検証し、表面符号へのコードスイッチングや誤り耐性のある測定プロトコルを実装しました。その結果、マジック状態育成によりエラーを40分の1に削減し、少なくとも0.9999(1)の状態忠実度を達成しました。これは、量子コンピューティングの重要な課題に対する実行可能な解決策を実験的に確立するものです。
全文翻訳
誤り耐性のある量子コンピューティングには、ユニバーサルなゲートセットが必要ですが、必要な非クリフォードゲートは、ほとんどの量子誤り訂正アーキテクチャにとってかなりのリソースコストとなります。マジック状態育成は、リソースを大量に消費する蒸留プロトコルに代わる効率的な方法を提供します。しかし、この提案の仮定を検証することは、量子メモリ実験からの困難な逸脱となります。私たちは、超伝導量子プロセッサ上でのマジック状態育成の実験的研究を発表します。表面符号へのコードスイッチングを含む育成を実装し、マジック状態の忠実度を制限するための誤り耐性のある測定プロトコルを開発しました。育成はエラーを40分の1に削減し、状態忠実度は少なくとも0.9999(1)（試行の8%を保持）です。私たちの結果は、量子コンピューティングの最も重要な課題の1つに対する実行可能な解決策として、マジック状態育成を実験的に確立するものです。
Science, 2026 (有料記事)。 https://www.science.org/doi/10.1126/science.aee7961
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