Quantum error correction below the surface code threshold
Yu Chen, Pushmeet Kohli, Yin Li, William J. Huggins, Jarrod R. McClean, Matthew J. Reagor, Ani Nersisyan, Michael Newman, et 241 autres auteursNicholas C. Rubin, Fionn D. Malone, Tanuj Khattar, Ryan Babbush, Zhang Jiang, Reza Molavi, Charles Neill, Kenny Lee, Chris Quintana, Julian Kelly, Edward Farhi, Vladislav D. Kurilovich, Rajeev Acharya, Laleh Aghababaie-Beni, Igor Aleiner, Trond I. Andersen, Markus Ansmann, Frank Arute, Kunal Arya, Abraham Asfaw, Nikita Astrakhantsev, Juan Atalaya, Dave Bacon, Brian Ballard, Joseph C. Bardin, Johannes Bausch, Andreas Bengtsson, Alexander Bilmes, Sam Blackwell, Sergio Boixo, Gina Bortoli, Alexandre Bourassa, Jenna Bovaird, Leon Brill, Michael Broughton, David A. Browne, Brett Buchea, Bob B. Buckley, David A. Buell, Tim Burger, Brian Burkett, Nicholas Bushnell, Anthony Cabrera, Juan Campero, Hung-Shen Chang, Zijun Chen, Ben Chiaro, Desmond Chik, Charina Chou, Jahan Claes, Agnetta Y. Cleland, Josh Cogan, Roberto Collins, Paul Conner, William Courtney, Alexander L. Crook, Ben Curtin, Sayan Das, Alex Davies, Laura De Lorenzo, Dripto M. Debroy, Sean Demura, Michel Devoret, Agustin Di Paolo, Paul Donohoe, Ilya Drozdov, Andrew Dunsworth, Clint Earle, Thomas Edlich, Alec Eickbusch, Aviv Moshe Elbag, Mahmoud Elzouka, Catherine Erickson, Lara Faoro, Vinicius S. Ferreira, Leslie Flores Burgos, Ebrahim Forati, Austin G. Fowler, Brooks Foxen, Suhas Ganjam, Gonzalo Garcia, Robert Gasca, Élie Genois, William Giang, Craig Gidney, Dar Gilboa, Raja Gosula, Alejandro Grajales Dau, Dietrich Graumann, Alex Greene, Jonathan A. Gross, Steve Habegger, John Hall, Michael C. Hamilton, Monica Hansen, Matthew P. Harrigan, Sean D. Harrington, Francisco J. H. Heras, Stephen Heslin, Paula Heu, Oscar Higgott, Gordon Hill, Jeremy Hilton, George Holland, Sabrina Hong, Hsin-Yuan Huang, Ashley Huff, Lev B. Ioffe, Sergei V. Isakov, Justin Iveland, Evan Jeffrey, Cody Jones, Stephen Jordan, Chaitali Joshi, Pavol Juhas, Dvir Kafri, Hui Kang, Amir H. Karamlou, Kostyantyn Kechedzhi, Trupti Khaire, Mostafa Khezri, Seon Kim, Paul V. Klimov, Andrey R. Klots, Bryce Kobrin, Alexander N. Korotkov, Fedor Kostritsa, Robin Kothari, Borislav Kozlovskii, John Mark Kreikebaum, Nathan Lacroix, David Landhuis, Tiano Lange-Dei, Brandon W. Langley, Pavel Laptev, Kim-Ming Lau, Loïck Le Guevel, Justin Ledford, Yuri D. Lensky, Shannon Leon, Brian J. Lester, Wing Yan Li, Alexander T. Lill, Wayne Liu, William P. Livingston, Aditya Locharla, Erik Lucero, Daniel Lundahl, Aaron Lunt, Sid Madhuk, Ashley Maloney, Salvatore Mandrá, Leigh S. Martin, Steven Martin, Orion Martin, Cameron Maxfield, Matt McEwen, Seneca Meeks, Anthony Megrant, Xiao Mi, Kevin C. Miao, Amanda Mieszala, Sebastian Molina, Shirin Montazeri, Alexis Morvan, Ramis Movassagh, Wojciech Mruczkiewicz, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Hartmut Neven, Jiun How Ng, Anthony Nguyen, Murray Nguyen, Chia-Hung Ni, Thomas E. O'Brien, William D. Oliver, Alex Opremcak, Kristoffer Ottosson, Andre Petukhov, Alex Pizzuto, John Platt, Rebecca Potter, Orion Pritchard, Leonid P. Pryadko, Ganesh Ramachandran, David M. Rhodes, Gabrielle Roberts, Eliott Rosenberg, Emma Rosenfeld, Pedram Roushan, Negar Saei, Daniel Sank, Kannan Sankaragomathi, Kevin J. Satzinger, Henry F. Schurkus, Christopher Schuster, Andrew W. Senior, Michael J. Shearn, Aaron Shorter, Noah Shutty, Vladimir Shvarts, Shraddha Singh, Volodymyr Sivak, Jindra Skruzny, Spencer Small, Vadim Smelyanskiy, W. Clarke Smith, Rolando D. Somma, Sofia Springer, George Sterling, Doug Strain, Jordan Suchard, Aaron Szasz, Alex Sztein, Douglas Thor, Alfredo Torres, M. Mert Torunbalci, Abeer Vaishnav, Justin Vargas, Sergey Vdovichev, Guifre Vidal, Benjamin Villalonga, Catherine Vollgraff Heidweiller, Steven Waltman, Shannon X. Wang, Brayden Ware, Kate Weber, Theodore White, Kristi Wong, Bryan W. K. Woo, Cheng Xing, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Bicheng Ying, Juhwan Yoo, Noureldin Yosri, Grayson Young, Adam Zalcman, Yaxing Zhang, Ningfeng Zhu, Nicholas Zobrist
Quantum error correction provides a path to reach practical quantum computing by combining multiple physical qubits into a logical qubit, where the logical error rate is suppressed exponentially as more qubits are added. However, this exponential suppression only occurs if the physical error rate is below a critical threshold. In this work, we present two surface code memories operating below this threshold: a distance-7 code and a distance-5 code integrated with a real-time decoder. The logical error rate of our larger quantum memory is suppressed by a factor of $\Lambda$ = 2.14 $\pm$ 0.02 when increasing the code distance by two, culminating in a 101-qubit distance-7 code with 0.143% $\pm$ 0.003% error per cycle of error correction. This logical memory is also beyond break-even, exceeding its best physical qubit's lifetime by a factor of 2.4 $\pm$ 0.3. We maintain below-threshold performance when decoding in real time, achieving an average decoder latency of 63 $\mu$s at distance-5 up to a million cycles, with a cycle time of 1.1 $\mu$s. To probe the limits of our error-correction performance, we run repetition codes up to distance-29 and find that logical performance is limited by rare correlated error events occurring approximately once every hour, or 3 $\times$ 10$^9$ cycles. Our results present device performance that, if scaled, could realize the operational requirements of large scale fault-tolerant quantum algorithms.
Cette synthèse vous a-t-elle été utile ?
Note : 0
Pourquoi avons-nous besoin de votes ?
Les votes sont utilisés pour déterminer si nous devons réexécuter nos outils de synthèse. Si le compte atteint -10, nos outils peuvent être redémarrés.
Posez des questions sur cet article à notre assistant IA
Posez une question sur une figure en indiquant son numéro ou en utilisant son bouton de question pour demander une analyse visuelle. Au maximum deux figures et quatre panneaux par question. Les valeurs lues sur les graphiques sont approximatives ; vérifiez les données originales.
Toute personne disposant de ce lien peut lire cette conversation telle qu’elle est maintenant, sans savoir qui l’a posée. Vos prochaines questions restent privées tant que vous ne partagez pas à nouveau.
Chargement...
Gardez cette conversation — un compte gratuit conserve vos questions et réponses, vos collections d’articles et vos alertes.
Bienvenue dans notre assistant IA ! Voici quelques points importants à garder à l'esprit :
L'assistant ne répondra qu'aux questions liées à ce document spécifique.
Veuillez noter qu'il ne s'agit pas d'un bot de conversation.
L’assistant répond dans la langue du site ; demandez une autre langue dans votre question.
Si vous souhaitez conserver l'historique de vos questions/réponses, vous devez créer un compte.
Outils pour cet article
Expliquer autrement3 réécritures gratuites restantes aujourd'hui
Enregistrer dans une collectionRegroupez des articles en collections pour les comparer, les interroger et les exporter.Créer un compte gratuitSe connecter
Les articles les plus proches parmi ceux résumés sur ce site et ceux que connaît Semantic Scholar, les travaux antérieurs sur lesquels il s’appuie et les articles qui le citent.
Le résumé précédent a été créé il y a plus d'un an et peut être réexécuté (si nécessaire) en cliquant sur le bouton Exécuter ci-dessous.
Avertissement : Notre outil de synthèse basé sur l'IA et l'assistant virtuel fournis sur ce site Web peuvent ne pas toujours fournir des résumés complets ou des réponses exactes. Nous vous encourageons à examiner attentivement et à évaluer le contenu généré pour vous assurer de sa qualité et de sa pertinence par rapport à vos besoins.