基于量子点的低深度光子量子计算实用蓝图

基于融合的量子计算是一种具有吸引力的容错计算模型,它依托光子学技术,仅需有限规模的纠缠资源态,辅以线性光学操作与光子测量即可实现。然而迄今为止,大规模应用仍受限于概率性光子源、光子损耗脆弱性及大规模复用需求等挑战。确定性光子源为此提供了资源高效的新路径。该研究团队通过协同整合确定性光子发射、自适应“重复直至成功”融合机制及优化架构设计,提出了一套基于量子点与线性光学的完整光量子计算机蓝图。该方案采用时编码量子比特、可重构纠缠光子源以及低光学连通性的融合架构,显著降低了单光子所需光学深度及资源开销。研究人员详细阐述了资源态生成与融合网络所需的硬件配置、实验脉冲序列,以及制备逻辑量子比特的精确资源估算。据估算,单个纠错逻辑时钟周期可在微秒级完成,其耗时与编码距离呈线性关系。该工作还通过模拟现实量子点器件中所有本征误差源,给出了容错操作的错误阈值。此项研究为开发低光学深度、基于发射器的容错光量子计算机确立了实用化技术路线。

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