A synthesis framework for stitching surface code with superconducting quantum devices
A synthesis framework for stitching surface code with superconducting quantum devices
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一种用超导量子器件拼接表面代码的综合框架
DOI：
10.1145/3470496.3527381
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Xie, Yuan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu, Anbang;Li, Gushu;Zhang, Hezi;Guerreschi, Gian Giacomo;Ding, Yufei;Xie, Yuan
量子纠错（QEC）是容错量子计算的核心组成部分，但量子纠错代码的设计可能并不总是与底层硬件相匹配。为了解决量子硬件和QEC代码之间的差异，我们提出了一个可以在超导量子架构上实现和优化表面代码的综合框架。特别地，我们将表面代码合成分为三个关键子程序。前两个子程序在连接受限的超导架构上优化数据量子比特和辅助量子比特（包括综合症量子比特）的映射，而最后一个子程序通过重新调度综合症测量来优化表面代码的执行。我们在主流超导结构上的实验证明了所提出的合成框架的有效性。特别是采用自动合成框架合成的表面码，其纠错能力与人工设计的QEC码相当，甚至更好。
Quantum error correction (QEC) is the central building block of fault-tolerant quantum computation but the design of QEC codes may not always match the underlying hardware. To tackle the discrepancy between the quantum hardware and QEC codes, we propose a synthesis framework that can implement and optimize the surface code onto superconducting quantum architectures. In particular, we divide the surface code synthesis into three key subroutines. The first two optimize the mapping of data qubits and ancillary qubits including syndrome qubits on the connectivity-constrained superconducting architecture, while the last subroutine optimizes the surface code execution by rescheduling syndrome measurements. Our experiments on mainstream superconducting architectures demonstrate the effectiveness of the proposed synthesis framework. Especially, the surface codes synthesized by the proposed automatic synthesis framework can achieve comparable or even better error correction capability than manually designed QEC codes.
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DOI：
10.1145/3466752.3480072
发表时间：
2021-10
期刊：
MICRO-54: 54th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture
影响因子：
--
作者：
Fei Hua;Yan-Hao Chen;Yuwei Jin;Chi Zhang;Ari B. Hayes;Youtao Zhang;E. Zhang
通讯作者：
Fei Hua;Yan-Hao Chen;Yuwei Jin;Chi Zhang;Ari B. Hayes;Youtao Zhang;E. Zhang
影响因子：
2.9
作者：
Calderbank, AR;Shor, PW
通讯作者：
Shor, PW
DOI：
10.1109/micro.2018.00072
发表时间：
2018-09
期刊：
2018 51st Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture (MICRO)
影响因子：
--
作者：
Yongshan Ding;Adam Holmes;Ali JavadiAbhari;D. Franklin;M. Martonosi;F. Chong
通讯作者：
Yongshan Ding;Adam Holmes;Ali JavadiAbhari;D. Franklin;M. Martonosi;F. Chong
量子计算的最优布局综合
DOI：
10.1145/3400302.3415620
发表时间：
2020
期刊：
2020 IEEE/ACM International Conference On Computer Aided Design (ICCAD)
影响因子：
--
作者：
Daniel Bochen Tan;J. Cong
通讯作者：
J. Cong
影响因子：
5.7
作者：
Wang, Yazhen
通讯作者：
Wang, Yazhen