現実的量子ノイズ下の低距離表面符号

表面符号の実験実装は量子コンピューティングにとって重要なマイルストーンとなります。私たちは、距離3の表面符号の近接実装を目指した回路とデコーダを開発します。振幅と位相の減衰下でコードをシミュレーションし、thresholdをパウリ回転近似と比較します。この近似は悲観的な閾値の推定をもたらすことがわかりました。数値的モンテカルロシミュレーションから、信頼性のあるエラー訂正を達成するために必要なゲートと測定の速度を特定します。超伝導素子の場合、17量子ビットの表面符号でエンコードされたキュービットは、ゲート時間が5～40 nsおよびT₁時間が少なくとも1～2の場合、エンコードされていないキュービットよりも低いエラー率を示します。T₁が10 nsの場合、その違いは有意であり、実験的に測定可能であり、小さな表面符号の近接実装と検証を可能にします。イオントラップデバイスの場合、ゲート時間が1およびT₁が40 msの時、エラー率の測定可能な違いが存在します。