基于自由Clifford+kT计算资源理论在早期容错量子计算中的应用
量子硬件的近期进展正使容错量子计算(FTQC)逐步走向现实。然而在FTQC初期阶段,可用逻辑量子比特数量与高保真度T门数量仍受限,这使得优化量子资源使用变得至关重要。该工作旨在研究仅能使用k个T门(辅以无限数量克利福德门)的约束条件下,一般量子态的模拟成本。受“魔法稳健性”(RoM,该指标利用稳定子态量化量子电路模拟成本,k=0时)概念的启发,研究人员引入了其推广形式——“克利福德+kT稳健性”,将克利福德+kT态视为免费资源。该团队深入探究了克利福德+kT稳健性的理论特性,特别推导出揭示其(低)效率的下界。通过数值计算,研究人员还评估了通用量子计算关键资源态(如魔法态张量积)的克利福德+kT稳健性。这些成果可量化采用克利福德+kT态替代稳定子态所实现的采样成本降低,为早期FTQC时代的高效资源利用提供了实践指导依据。
