在量子比特准晶膨胀编码中实现斐波那契任意子编织的一致模拟

非阿贝尔任意子编织态的模拟是实现容错量子计算的关键步骤。该研究团队提出了一种基于一维准晶膨胀编码(QIC)的理论框架。该编码由局部哈密顿量定义,其基态流形强制满足斐波那契平铺约束并具有正确的斐波那契简并度。研究人员推导出对应的编织算子,证明虽然形式上是非局域的,却具有精确的局域三量子比特结构。这使得该团队能将算子作用提炼为单一可物理实现的8×8门电路(称为B门)。通过对比不同量子比特数系统的编译结果,该工作证实采用这种局域门构建电路比编译等效全局酉变换具有显著可扩展性,电路深度降低超十倍。为验证框架有效性,该团队在IBM量子处理器上成功运行了针对纽结拓扑不变量——琼斯多项式——的编织算法,并量化了硬件噪声导致的信号衰减。最后,数值模拟证实该构造在17量子比特系统内严格满足Temperley-Lieb代数与编织群关系,同时保持编码子空间。该工作为可编程量子系统上任意子编织的可扩展模拟确立了经过验证且物理可实现的路径。

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