针对相干噪声下的恒定激发稳定子码的容错量子纠错技术

集体相干噪声对容错量子纠错(FTQEC)提出了挑战,因为它超出了常规的随机噪声模型范畴。虽然恒定激发(CE)码能天然规避相干噪声,但这类编码在真实噪声模型下的完整容错框架始终缺失。本工作通过双轨级联结构,为CE类CSS码构建了完整的容错架构。在证明 transversal CNOT门会破坏CE码约束后,该研究团队提出了保持CE特性的逻辑CNOT门,并采用零控NOT门和CE兼容辅助比特改进了Shor型和Steane型校验子提取方案,实现了完全符合CE约束的容错校验子提取电路。研究人员还提出了一种扩展的稳定子模拟算法,可高效追踪随机噪声与集体相干噪声。利用该框架,该团队筛选出最小规模的CE码(包括[[12,1,3]]和[[14,3,3]]码),并证实[[12,1,3]]码在相干噪声下表现优异。这些成果首次建立了CE码的完整FTQEC框架,揭示了其对相干噪声的强鲁棒性,为集体相干噪声主导的量子处理器提供了潜在解决方案。

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