Circuiti itineranti del codice Floquet per ridurre la fuoriuscita senza overhead

Abstract degli autori

La fuoriuscita, che si verifica quando un qubit esce inosservato dal sottospazio computazionale, rappresenta una sfida significativa per la correzione degli errori quantistici, perché induce errori correlati nello spazio e nel tempo. Queste correlazioni riducono sia la soglia del codice sia la distanza effettiva del codice. Per affrontare questa sfida, introduciamo due circuiti itineranti senza overhead per l’honeycomb Floquet code (hFC), denominati circuiti swirling e sliding, che rimuovono periodicamente le fuoriuscite e proteggono dinamicamente i qubit logici tramite una sequenza di misure a due corpi che anticommutano. A differenza dei precedenti circuiti dinamici per l’hFC, i nostri preservano la distanza rispetto agli errori di Pauli. Studiamo inoltre le loro prestazioni in presenza di fuoriuscite e riscontriamo che, in due modelli di rumore da fuoriuscita, possono correggere tanti errori di fuoriuscita quanti errori di Pauli, migliorando le prestazioni rispetto al più noto codice di superficie itinerante. Attraverso simulazioni numeriche, osserviamo che le prestazioni a tasso di errore finito in presenza di fuoriuscite sono fortemente influenzate dagli effetti entropici, che producono un marcato regime a cascata nel quale il tasso di errore logico diminuisce molto più rapidamente al diminuire del tasso di errore fisico di quanto previsto dallo scaling limitato dalla distanza. In questo regime, anche quando le previsioni asintotiche suggeriscono il contrario, l’hFC può superare il codice di superficie itinerante con la stessa distanza sia nei tassi di errore sia nello scaling dell’errore logico sotto soglia.