Apa batas bawah terbaik untuk ambang toleransi kesalahan dalam komputasi kuantum?

24

Sudah pasti bahwa ada ambang kebisingan untuk perhitungan kuantum, sehingga di bawah ambang ini, perhitungan dapat dikodekan sedemikian rupa sehingga menghasilkan hasil yang benar dengan probabilitas terbatas (dengan paling banyak komputasi overhead polinomial). Ambang batas ini bergantung pada pengkodean yang digunakan dan sifat pasti dari derau, dan ini merupakan kasus bahwa hasil dari simulasi sering memberikan ambang batas yang jauh lebih tinggi daripada yang dapat dibuktikan untuk model kebisingan permusuhan.

Jadi pertanyaan saya hanyalah apakah batas bawah tertinggi yang telah terbukti untuk kebisingan stokastik independen?

Model kebisingan yang saya maksudkan adalah yang dibahas dalam quant-ph / 0504218 , di mana Aliferis, Gottesman dan Preskill membuktikan batas bawah . Catatan, bagaimanapun, saya tidak peduli jenis pengkodean yang digunakan, dan itu tidak perlu terbatas pada kode yang dipertimbangkan dalam makalah itu. Yang tertinggi yang saya ketahui adalah karena Aliferis dan Cross ( quant-ph / 0610063 ). Apakah nilai ini telah ditingkatkan sejak saat itu? 1,94 × 10 - 42.73×1051.94×104

Joe Fitzsimons
sumber
Apakah Anda menginginkan nilai numerik atau analitik?
Matty Hoban
Saya senang dengan baik selama itu sebenarnya merupakan batas bawah yang terbukti, tanpa membuat asumsi lebih lanjut tentang kebisingan selain probabilitas kesalahan maksimum.
Joe Fitzsimons
2
Pertanyaan bagus: juga dikenal sebagai pertanyaan 1 Juta Dolar dalam komputasi kuantum. Saya tahu bahwa bisa ada perbaikan serius ketika seseorang mengasumsikan "arsitektur" tertentu dalam arti bahwa betapa mudah atau sulitnya untuk berinteraksi qubit jauh (arsitektur berbeda dari model kesalahan) Sebagai contoh, lihat di sini . Saya pikir [tesis PhD Bryan Eastin] ( arxiv.org/abs/0710.2560 ) bisa menjadi titik awal yang baik untuk melihatnya.
@Kaveh_kh: terima kasih atas tautannya. Kalau-kalau tidak jelas dari pertanyaan, maksud saya ambang paling dikenal .
Joe Fitzsimons
@ Jo, pertanyaan yang diajukan dengan baik, memiliki implikasi praktis dan mendasar dalam ilmu simulasi, adalah "Apa arsitektur komputer kuantum memiliki batas terendah terbukti terendah untuk kebisingan stokastik independen, sehingga simulasi PTIME dari proses perhitungan (berisik) dimungkinkan untuk semua tingkat kesalahan di atas batas? " Mungkin Joe Fitzsimons mungkin mempertimbangkan untuk menyatukan beberapa versi pertanyaan ini dengan pertanyaan awal?
John Sidles

Jawaban:

15

Ambang batas bawah tertinggi untuk kebisingan stokastik independen yang saya ketahui adalah oleh Aliferis, Gottesman dan Preskill ( quant-ph / 0703264 ). Mereka menganalisis skema berbasis teleportasi Knill dengan pemilihan akhir.1.04×103

Jika Anda bersedia mempertimbangkan kebisingan depolarisasi independen, maka saya tahu dua batas bawah sedikit lebih tinggi: oleh Aliferis dan Preskill ( arXiv: 0809.5063 ) dan sendiri dan Ben Reichardt ( arXiv: 1106.2190 ). 1,32 × 10 - 31.25×1031.32×103

Adam Paetznick
sumber
Kebisingan depolarisasi sedikit kurang umum daripada apa yang saya cari. Makalah karya Aliferis, Gottesman dan Preskill yang Anda sebutkan tampaknya menjadi jawaban untuk pertanyaan saya. Anehnya, sekarang setelah Anda menyebutkannya dan meringkas kertas itu, sepertinya saya memang melihat kertas itu ketika keluar, tetapi kertas itu sudah hilang dari ingatan saya. Terima kasih, jawaban Anda sangat membantu!
Joe Fitzsimons
6

Yang terbaik yang saya ketahui adalah dalam proposal kode permukaan karena Fowler et al ( arXiv: 0803.0272 ), di mana ditunjukkan bahwa mereka mencapai batas 0,75%.

Chris Granade
sumber
@ Port: Terima kasih telah memperbaiki tautan untuk saya. Saya awalnya memposting ini dari ponsel, tetapi StackExchange seluler agak buggy ...
Chris Granade
2
The Fowler et al. hasilnya adalah perkiraan (untuk kebisingan depolarisasi), bukan batas bawah.
Adam Paetznick
Ya, saya mengetahui banyak perkiraan dalam kisaran ini (makalah Raussendorf, Harrington dan Goyal, makalah 3% Knill, dll.) Tetapi yang saya cari terbukti lebih rendah batasnya.
Joe Fitzsimons
Saya minta maaf, karena salah paham hasil Fowler.
Chris Granade