利用微创修改剔除表面码中的失效组件:性能研究

大规模容错量子处理器的物理实现必须解决运行过程中存在缺陷(即“失效”)物理组件的问题,例如在设备启动阶段发现的缺陷或在计算过程中检测到的故障。针对固态量子比特场景,理想的量子纠错协议在失效组件存在时应满足以下要求:(1)采用与无失效组件时相同的本机操作集;(2)最大化保留功能性组件;(3)采用统一的全局操作时序,既能优化逻辑量子比特性能,又可兼容系统控制需求。Grans-Samuelsson等人[Quantum 8, 1429 (2024)]提出的方案同时满足这三项标准:该方案通过微创修改(MIA)技术将失效组件从表面码中高效切除。研究团队针对存在失效组件的基于两体测量的表面码协议,在电路级噪声模型下对该方案进行了大规模数值模拟。为此,该工作还开发了无需人工标注即可直接从电路自动构建高性能校验基(探测器基)的技术,该技术本身也具有独立价值。无论是基于测量的电路还是基于CNOT的电路,均可直接应用MIA方案与自动化校验基计算技术,实验结果表明其性能达到当前最高水平。

量科快讯