The robustness of magic state distillation against errors in Clifford gates
Notice bibliographique
Résumé
Quantum error correction and fault-tolerance have provided the possibility for large scale quantum computations without a detrimental loss of quantum information. A very natural class of gates for fault-tolerant quantum computation is the Clifford gate set and as such their usefulness for universal quantum computation is of great interest. Clifford group gates augmented by magic state preparation give the possibility of simulating universal quantum computation. However, experimentally one cannot expect to perfectly prepare magic states. Nonetheless, it has been shown that by repeatedly applying operations from the Clifford group and measurements in the Pauli basis, the fidelity of noisy prepared magic states can be increased arbitrarily close to a pure magic state~\cite{Bravyi}. We investigate the robustness of magic state distillation to perturbations of the initial states to arbitrary locations in the Bloch sphere due to noise. Additionally, we consider a depolarizing noise model on the quantum gates in the decoding section of the distillation protocol and demonstrate its effect on the convergence rate and threshold value. Finally, we establish that faulty magic state distillation is more efficient than fault-tolerance-assisted magic state distillation at low error rates due to the large overhead in the number of quantum gates and qubits required in a fault-tolerance architecture. The ability to perform magic state distillation with noisy gates leads us to conclude that this could be a realistic scheme for future small-scale quantum computing devices as fault-tolerance need only be used in the final steps of the protocol.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».