Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

This Project aims to develop a novel approach to quantum error correction (QEC) by directly representing code spaces with tensor networks. This flexible framework extends beyond traditional stabilizer codes, enabling the discovery of more efficient non-additive QEC codes and those associated with local gapped Hamiltonians. The Project focuses on developing a rigorous theoretical framework, connecting it to existing QEC methods, designing novel codes using variational methods, reinforcement learning (RL), and quantum algorithms, and exploring the relationship between these codes and parent Hamiltonians. Combining theoretical development, computational techniques, and practical implementation, the Project will deliver new theoretical tools, optimized QEC constructions, efficient encoding/decoding algorithms, and open-source software. This effort addresses critical challenges of noise and scalability, advancing faulttolerant quantum computing and contributing to robust quantum technologies.

Ce projet vise à développer une nouvelle approche de la correction quantique des erreurs (CQE) en représentant directement les espaces de code avec des réseaux tensoriels. Ce cadre flexible s’étend au-delà des codes stabilisateurs traditionnels, permettant la découverte de codes CQE non-additifs plus efficaces et ceux associés à des Hamiltoniens parcellarisés locaux. Le projet porte sur le développement d’un cadre théorique rigoureux, son lien avec les méthodes CQE actuelles, la conception de nouveaux codes utilisant des méthodes variationnelles, l’apprentissage par renforcement (AR) et des algorithmes quantiques, et l’exploration de la relation entre ces codes et les hamiltoniens parents. En combinant le développement théorique, les techniques de calcul et la mise en œuvre pratique, le projet fournira de nouveaux outils théoriques, des constructions CQE optimisées, des algorithmes de codage et décodage efficaces et des logiciels libres. Cet effort répond aux défis critiques du bruit et de l’extensibilité, en faisant progresser l’informatique quantique tolérante aux pannes et en contribuant à des technologies quantiques robustes.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.