量子纠错的精确泄漏推测

量子纠错(QEC)技术可保护量子比特在|0>或|1>子空间中免受比特翻转和相位翻转错误的影响,但物理量子比特也可能泄漏到更高能级(如|2>)。泄漏现象危害极大,不仅会破坏后续所有的症状测量,还可能扩散至相邻量子比特。由于数据量子比特在QEC循环中从不被直接测量,检测其泄漏尤为困难。先前工作(如“eraser”方案)通过固定启发式方法从症状模式推断泄漏,但这种方法常将良性症状误判为泄漏,触发过量泄漏抑制电路(LRC)。而LRC本身具有噪声且运行缓慢,这些误触发会延长QEC周期并推高逻辑错误率。 该研究团队提出“gladiator”框架——一种适用于表面码、颜色码和qLDPC编码的通用自适应泄漏推测方案。离线阶段,该框架会构建基于设备数据校准的编码感知错误传播图;在线阶段则能在纳秒级时间内完成症状分类,仅当观测模式被明确证明以泄漏为主时才调度LRC。这种精准推测最高可减少3倍(平均2倍)非必要LRC,缩短QEC周期并从源头抑制误报。经标准容错基准测试验证,该方案使QEC速度提升1.7-3.9倍,逻辑错误率降低16%,显著推进了容错量子计算的实用化进程。

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提交arXiv: 2025-10-29 16:23

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