Experimental demonstration of continuous quantum error correction.
Experimental demonstration of continuous quantum error correction.
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DOI：
10.1038/s41467-022-29906-0
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发表时间：
2022-04-28
影响因子：
16.6
通讯作者：
Siddiqi, Irfan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Livingston, William P.;Blok, Machiel S.;Flurin, Emmanuel;Dressel, Justin;Jordan, Andrew N.;Siddiqi, Irfan
量子信息的存储和处理容易受到外部噪声的影响，从而导致计算错误。抑制这些效果的一种强大方法是量子误差校正。通常，使用纠缠的门和辅助量子位的投影测量来完成每轮误差校正，在离散的回合中执行量子误差校正。在这里，我们使用直接的奇偶校验测量来以资源有效的方式实施连续的量子式射线校正代码，从而消除了纠缠大门，辅助量子及其相关错误。 FPGA控制器在检测到的错误时会积极纠正错误，达到平均地位纤维检测效率高达91％。此外，该协议在包含Qubit的裸露时间内将受保护的逻辑量子位的松弛时间增加2.7。我们的结果展示了多Quit架构中资源有效的稳定器测量结果，并证明了连续误差校正代码如何解决实现容忍故障系统的挑战。
与标准QEC方法相比，连续量子误差校正需要更少的辅助资源。在这里，作者在实验上展示了平面超导体系结构中的连续量子误差校正代码。
The storage and processing of quantum information are susceptible to external noise, resulting in computational errors. A powerful method to suppress these effects is quantum error correction. Typically, quantum error correction is executed in discrete rounds, using entangling gates and projective measurement on ancillary qubits to complete each round of error correction. Here we use direct parity measurements to implement a continuous quantum bit-flip correction code in a resource-efficient manner, eliminating entangling gates, ancillary qubits, and their associated errors. An FPGA controller actively corrects errors as they are detected, achieving an average bit-flip detection efficiency of up to 91%. Furthermore, the protocol increases the relaxation time of the protected logical qubit by a factor of 2.7 over the relaxation times of the bare comprising qubits. Our results showcase resource-efficient stabilizer measurements in a multi-qubit architecture and demonstrate how continuous error correction codes can address challenges in realizing a fault-tolerant system. Continuous quantum error correction requires less ancillary resources compared to standard QEC methods. Here, the authors demonstrate experimentally a continuous quantum error correction code in a planar superconducting architecture.
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