低开销、高保真度的多级横向注入逻辑非克利福德态制备

旋转门在各类量子算法中被广泛应用。为实现容错旋转门操作,通常需采用态蒸馏或门合成技术。然而,这些方案的资源开销会随着克利福德层级和保真度要求的提升而急剧增加,制约了其在大规模量子算法中的应用。该研究团队在此提出名为“多级横向注入”(MLTI)的创新方法,可在任意克利福德层级制备旋转态,在显著降低资源开销的同时实现高保真度。与态蒸馏的线性成本增长不同,MLTI的开销随克利福德层级提升先降后稳,将所需时空体积削减高达数个数量级。此外,该工作还提出无需额外开销即可消除旋转态非对角项的方法,统一了保真度损失与迹距离的度量标准。这些突破性成果使得高精度旋转门的资源开销不再构成障碍,从而为推动大规模量子算法的广泛应用迈出关键一步。

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提交arXiv: 2025-09-28 04:52

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