Stacked codes: Universal fault-tolerant quantum computation in a two-dimensional layout
Notice bibliographique
Résumé
We introduce a class of three-dimensional color codes, which we call stacked codes, together with a fault-tolerant transformation that will map logical qubits encoded in two-dimensional (2D) color codes into stacked codes and back. The stacked code allows for the transversal implementation of a non-Clifford $\ensuremath{\pi}/8$ logical gate, which when combined with the logical Clifford gates that are transversal in the 2D color code give a gate set that is both fault-tolerant and universal without requiring nonstabilizer magic states. We then show that the layers forming the stacked code can be unfolded and arranged in a 2D layout. As only Clifford gates can be implemented transversally for 2D topological stabilizer codes, a nonlocal operation must be incorporated in order to allow for this transversal application of a non-Clifford gate. Our code achieves this operation through the transformation from a 2D color code to the unfolded stacked code induced by measuring only geometrically local stabilizers and gauge operators within the bulk of 2D color codes together with a nonlocal operator that has support on a one-dimensional boundary between such 2D codes. We believe that this proposed method to implement the nonlocal operation is a realistic one for 2D stabilizer layouts and would be beneficial in avoiding the large overheads caused by magic state distillation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».