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量子情報科学:トポロジカル誤り訂正の実験的実証

Nature 482, 7386 doi: 10.1038/nature10770

スケーラブルな量子計算は、量子ビットをフォールトトレラントなやり方で操作した場合にのみ実現できる。トポロジカル誤り訂正は、トポロジカル量子計算と量子誤り訂正を組合せた方法であり、局所アーキテクチャーについて知られている中で最高の誤り率を許容できる。この手法は、トポロジカルな性質のクラスター状態を利用し、最隣接相互作用しか必要としない。本論文では、8個の光子のクラスター状態によるトポロジカル誤り訂正の実験的実証について報告する。どの量子ビットの単一誤りに対しても相関を保護できることが示された。さらに、すべての量子ビットが等しい確率で同時に誤りを起こしても、有効誤り率を著しく低くできる。今回の成果は、フォールトトレラントな量子情報処理のためのトポロジカル誤り訂正が実現可能であることを実証している。

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