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この度、共著者である永山翔太氏（慶應大学 KMD, ex. Mercari R4D）との研究が、IEEE Transactions on Quantum Engineeringに採択されました。 本論文では、中性原子量子コンピュータ上で実装される表面符号に対する消失耐性プロトコルを提案しました。

論文情報

  • タイトル: “Erasure-tolerance scheme for the surface codes on neutral atom quantum computers”
  • 著者: Fumiyoshi Kobayashi (corresponding author), Shota Nagayama
  • ジャーナル: IEEE Transactions on Quantum Engineering
  • DOI: 10.1109/TQE.2025.3627918
  • arXiv: 2404.12656

研究内容の概要

量子誤り訂正は、ノイズに脆弱な量子コンピュータを誤り耐性のあるシステムへと変えるための重要な技術です。しかし、現在の中性原子デバイス上では、量子ビットの完全な消失（erasure error）が頻繁に発生します。

本研究では、中性原子原子量子コンピュータ上で実装される表面符号において、消失エラーに対して耐えるためのプロトコルをsuper stabilizerを適応的に作ることと格子手術を組み合わせることで提案しました。 このプロトコルにより、ある程度の消失量子ビットの論理量子ビット上の残留を許容して訂正できるようになりました。

English

I am pleased to announce that our paper, co-authored with Shota Nagayama (Keio University, ex. Mercari R4D), has been accepted for publication in IEEE Transactions on Quantum Engineering. In this paper, we propose an erasure-tolerance protocol for surface codes implemented on Neutral atom quantum computers.

Paper Information

  • Title: “Erasure-tolerance scheme for the surface codes on neutral atom quantum computers”
  • Authors: Fumiyoshi Kobayashi (corresponding author), Shota Nagayama
  • Journal: IEEE Transactions on Quantum Engineering
  • DOI: 10.1109/TQE.2025.3627918
  • arXiv: 2404.12656

Research Summary

Quantum error correction is a crucial technology for transforming noise-sensitive quantum computers into fault-tolerant systems. However, neutral atom devices frequently experience complete qubit loss (erasure errors).

In this research, we proposed a protocol for surface codes implemented on neutral atom quantum computers that tolerates erasure errors by adaptively creating super stabilizers and combining them with lattice surgery. This protocol enables QEC while tolerating a certain amount of residual erasure qubits on the logical patch.

For more details, please see our publications page or the paper on arXiv.