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Fault-tolerant quantum computation with high threshold in two dimensions

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Titel
Fault-tolerant quantum computation with high threshold in two dimensions
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48
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Abstract
Fault-tolerant quantum computation with high threshold in two dimensions Quantum computation is fragile. Exotic quantum states are created in the process, exhibiting entanglement among large number of particles across macroscopic distances. In realistic physical systems, decoherence acts to transform these states into more classical ones, compromising their computational power. However, decoherence can be counteracted by quantum error-correction. In my talk I first give an introduction to fault-tolerant quantum computation in the setting of two-dimensional lattices of qubits in which only nearest neighbors may interact. Such a geometric constraint is, in many physical systems considered for building a large-scale quantum computer, imposed by experimental reality. It is relevant for arrays of superconducting qubits, optical lattices and also for segmented ion traps. Efficient solutions for achieving fault-tolerance in such a scenario are topological. I will review some of the known constructions based on surface codes and color codes.
BitPhysikalisches SystemImplementierungFehlermeldungQuantencomputerTopologieQubitFehlertoleranzComputerarchitekturDimension 2TypentheoriePunktgitterZeiger <Informatik>MengeSchnittmengeNebenbedingungFehlererkennung
Architektur <Informatik>OrdinalzahlAbstandPunktgitterFreier LadungsträgerTechnische OptikKreiszylinderInteraktives FernsehenSchnittmengeComputerarchitekturNebenbedingungVerknüpfungsgliedArray <Informatik>QubitStellenringCASE <Informatik>Spannweite <Stochastik>Dimension 2Physikalisches SystemComputeranimation
QuantencomputerGruppoidKonstanteData MiningGruppenoperationSchwellwertverfahrenZentrische StreckungInvarianteTranslation <Mathematik>SchnittmengeSchwellwertverfahrenQuantencomputerFehlermeldungResultanteTheoremEndliche ModelltheorieFehlertoleranzQubitQuick-SortFlächeninhaltRechenschieberTechnische OptikDigitaltechnikNichtlinearer OperatorPhysikalisches SystemSkalarproduktMereologieMaßerweiterungKonfiguration <Informatik>GradientFontPunktgitterComputeranimation
CodierungFlächentheorieMengentheoretische TopologieFontMeta-TagPrimzahlzwillingeInteraktives FernsehenTopologieComputerarchitekturElement <Gruppentheorie>FlächentheorieNebenbedingungKonstruktor <Informatik>CodierungPhysikalisches SystemMengeFontDatenfeldSchnittmengeGüte der AnpassungElementargeometrieGruppenoperationDimensionsanalyseDatenstrukturVorlesung/Konferenz
QuantencomputerFlächentheorieQuantenfeldtheorieMenütechnikVIC 20CodierungKette <Mathematik>PunktgitterVerknüpfungsgliedFlächentheorieMengeMultifunktionWeb SiteCodierungStreaming <Kommunikationstechnik>BildschirmsymbolMathematikWellenpaketForcingElektronisches ForumSigma-AlgebraNichtlinearer OperatorRechenwerkSinusfunktionTypentheorieZeichenketteMultiplikationsoperatorQuantencomputerRandwertRechter WinkelStabilitätstheorie <Logik>VertauschungsrelationNummerungTopologiePunktgitterGenerator <Informatik>Computerunterstützte ÜbersetzungKonstruktor <Informatik>UmwandlungsenthalpieZehnPolygonCASE <Informatik>Shape <Informatik>Produkt <Mathematik>TensorproduktComputerarchitekturSchnittmengeHomologiegruppeFehlererkennungAdditionDifferenteEinsGüte der AnpassungQubitComputeranimation
CodierungEbener GraphFehlermeldungMengentheoretische TopologieStatistische MechanikQuantencomputerCodierungFehlererkennungPhysikalische TheorieAlgorithmusAlgorithmische ProgrammierspracheProtokoll <Datenverarbeitungssystem>FlächentheorieSchnittmengeAdditionHomologieEndliche ModelltheorieStabilitätstheorie <Logik>TermKette <Mathematik>TopologieKlassische PhysikBeobachtungsstudieZustandsdiagrammRandomisierungEinfach zusammenhängender RaumHypermediaPerfekte GruppeLokales MinimumMultiplikationsoperatorSystemverwaltungBitStatistikComputeranimation
QubitKanalkapazitätCodierungFlächentheorieMengentheoretische TopologiePhysikalischer EffektEbeneDualitätstheorieFehlererkennungMomentenproblemCodierungQubitHomologieFlächentheorieNichtlinearer OperatorPrimzahlWürfelComputerunterstützte ÜbersetzungWeb SiteRechenschieberAutomatische HandlungsplanungNummerungRandwertStabilitätstheorie <Logik>DualitätstheorieBinärcodeComputeranimation
CodierungFlächentheorieRandwertEbeneDualitätstheorieKette <Mathematik>SystemzusammenbruchProgrammschleifeTypentheorieSchlussregelZeichenketteCodierungWürfelQubitLoopRandwertComputeranimation
QuantencomputerCodierungRechenwerkMengentheoretische TopologieTrigonometrische FunktionRelation <Informatik>Element <Gruppentheorie>Singularität <Mathematik>BewertungstheorieE-MailSchwellwertverfahrenFehlermeldungFlächentheorieCodierungPrimzahlQubitInformationsspeicherungMultiplikationsoperatorFreewareElektronische UnterschriftZeichenketteAggregatzustandPolygonGrundraumKonfigurationsraumEigenwertproblemSchlussregelTypentheorieNichtlinearer OperatorGamecontrollerAlgorithmische ProgrammierspracheTabelleKonstruktor <Informatik>Protokoll <Datenverarbeitungssystem>PlotterOverhead <Kommunikationstechnik>LoopVerknüpfungsgliedMAPNebenbedingungNummerungCharakteristisches PolynomInverter <Schaltung>Spannweite <Stochastik>ComputersicherheitHalbleiterspeicherPhysikalisches SystemSchwellwertverfahrenElementargeometrieKlassische PhysikFehlertoleranzComputerBitWürfelTeilbarkeitPhasenumwandlungFehlermeldungDemoszene <Programmierung>RelativitätstheorieRechenschieberZeitrichtungStellenringTopologieElement <Gruppentheorie>EinflussgrößeVersionsverwaltungQuantencomputerPropagatorStützpunkt <Mathematik>MereologieHeegaard-ZerlegungFehlererkennungResultanteSigma-AlgebraComputeranimation
FehlermeldungDatenmodellEinflussgrößeMinkowski-MetrikOverhead <Kommunikationstechnik>SchwellwertverfahrenNummerungQuantencomputerZeiger <Informatik>VerknüpfungsgliedAggregatzustandFehlermeldungBitrateRechenschieberKurvenanpassungTypentheorieFehlertoleranzTropfenProtokoll <Datenverarbeitungssystem>Message-PassingZentrische StreckungExponentOverhead <Kommunikationstechnik>ComputerBitAlgorithmische ProgrammiersprachePunktKonstruktor <Informatik>CodierungTermBetrag <Mathematik>DigitaltechnikFunktionalFlächentheorieSchwellwertverfahrenNummerungMAPPlotterFigurierte ZahlMengeOffice-PaketMultiplikationsoperatorDemoszene <Programmierung>Endliche ModelltheorieAnalysisInformatikQubitDiagramm
FlächentheorieFlächentheorieWurzel <Mathematik>Element <Gruppentheorie>URLMathematikMengeCodierungWürfelNichtlinearer OperatorMinimalgradTopologieKonstruktor <Informatik>Transformation <Mathematik>QubitPunktgitterHadamard-MatrixComputeranimation
MomentenproblemPunktgitterWeb SiteZeichenketteFehlermeldungStabilitätstheorie <Logik>TypentheorieNichtlinearer OperatorQuaderQuick-SortComputeranimation
DifferenteKonstruktor <Informatik>PunktgitterSchnitt <Mathematik>Offene MengeComputeranimation
CodierungRechenwerkSLAM-VerfahrenNichtlinearer OperatorGruppenoperationBitCodierungKonstruktor <Informatik>PunktGenerator <Informatik>Sigma-AlgebraSchlussregelPunktgitterVertauschungsrelationTypentheorieStabilitätstheorie <Logik>CASE <Informatik>DatensatzSchnitt <Mathematik>ZeichenketteURLPolygonPhysikalische TheorieMereologieGrenzschichtablösungKategorie <Mathematik>Framework <Informatik>PhysikalismusPlastikkarteTeilmengeProgrammschleifeZentralisatorCoxeter-GruppeEinflussgrößeHalbleiterspeicherTranslation <Mathematik>NummerungAmenable GruppeMathematikAdditionWeb SiteWellenpaketGüte der AnpassungEichtheorieQubitInformationComputeranimation
CodierungNichtlinearer OperatorZeitrichtungAdditionMereologieKonstruktor <Informatik>PlastikkarteCodierungAggregatzustandBitrateInformationEinfügungsdämpfungPolygonPhysikalisches SystemEigenwertproblemFehlermeldungStabilitätstheorie <Logik>Güte der AnpassungEinflussgrößeQubitSchnittmengeSchwellwertverfahrenSigma-AlgebraComputeranimation
GraphWeb SiteQuantencomputerQubitStatistikStandardabweichungKonstruktor <Informatik>KnotenmengePhasenumwandlungPunktgitterNummerungQuantencomputerNichtlinearer OperatorGrundsätze ordnungsmäßiger DatenverarbeitungCodierungMultiplikationsoperatorFlächentheorieStabilitätstheorie <Logik>RandwertTypentheorieGraphTopologieQubitSchnittmengeStochastische Abhängigkeit
ZeichenketteKnotenmengeMengentheoretische TopologieCodierungTheoretische PhysikMereologieElement <Gruppentheorie>Generator <Informatik>FlächentheorieCodierungTopologieQuantencomputerZeichenketteNichtlinearer OperatorVerschlingungWeb SiteSigma-AlgebraNummerungEichtheorieSchlussregelAdditionOrientierung <Mathematik>KnotenmengeDifferenteURLQubitStabilitätstheorie <Logik>CASE <Informatik>GruppenoperationPolygonDiagrammFigurierte ZahlPhasenumwandlungIndexberechnungSystem FPunktgitterZentralisatorDemoszene <Programmierung>NebenbedingungComputeranimation
SchlussregelKreisringDreieckElement <Gruppentheorie>ZeichenketteCodierungZentralisatorTabelleUntergruppeBijektionNichtlinearer OperatorPolygonPunktgitterGeradePhasenumwandlungBitWürfelTouchscreenIdentitätsverwaltungMengeWeb SiteStabilitätstheorie <Logik>AbstraktionsebeneWellenpaketMAPDiskrete UntergruppePunktQubitGrenzschichtablösungGewicht <Ausgleichsrechnung>Sigma-AlgebraGreen-FunktionComputeranimation
ZeichenkettePrimzahlzwillingeCASE <Informatik>BitSigma-AlgebraZeichenketteNichtlinearer OperatorPolygonStabilitätstheorie <Logik>TypentheorieEinfacher RingVerschränkter ZustandDifferenteNummerungMathematikVerknüpfungsgliedMultifunktionSchnitt <Mathematik>MultiplikationsoperatorDruckspannungPlastikkarteGerade ZahlPunktgitterKanonische VertauschungsrelationCodierungGenerator <Informatik>MengeVollständiger VerbandZentralisatorModallogikOrtsoperatorFlächentheorieOrdnung <Mathematik>FlächeninhaltQubitUnendlichkeitVorzeichen <Mathematik>Gewicht <Ausgleichsrechnung>Computeranimation
Ganze FunktionClifford-AlgebraGruppenkeimWeg <Topologie>RechenwerkVerknüpfungsgliedZeichenketteTypentheorieFlächentheorieGreen-FunktionCodierungMultiplikationsoperatorElektronische UnterschriftGruppenoperationKonstruktor <Informatik>Nichtlinearer OperatorTeilbarkeitSimulationLeistung <Physik>Stabilitätstheorie <Logik>InformationTabellePunktOverhead <Kommunikationstechnik>QubitClifford-AlgebraGanze FunktionComputeranimation
CodierungRechenwerkCodierungFlächeninhaltTopologieKonstruktor <Informatik>WhiteboardGlobale OptimierungClifford-AlgebraWürfelFlächentheorieNichtlinearer OperatorEinflussgrößeQuantencomputerBitSnake <Bildverarbeitung>SchwellwertverfahrenTermAbstraktionsebenePermutationNummerungAdditionOverhead <Kommunikationstechnik>PunktAggregatzustandRechenschieberGanze FunktionDigitaltechnikSchaltnetzComputerarchitekturBrennen <Datenverarbeitung>Dynamisches SystemOrdinalzahlTechnische OptikArray <Informatik>PolstelleTeilbarkeitDimensionsanalyseÜbertragVerschlingungCASE <Informatik>KnotenpunktMaßerweiterungComputerspielStellenringWeg <Topologie>Exogene VariablePunktgitterComputeranimationVorlesung/Konferenz
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