用于量子纠错的多量子比特里德堡门

涉及三个或更多量子比特的多量子比特门通常被认为对容错量子纠错意义不大,因为单门故障可能导致高权重关联错误。然而,近期研究表明,多量子比特门对无测量容错量子纠错以及未旋转表面码中的容错稳定子读出具有优势。本工作研究了适用于单物种中性原子平台容错量子纠错的里德堡多量子比特门,该门可通过单一非寻址激光脉冲实现。该团队开发了开源Python工具包,用于生成具有最少参数的解析脉冲,在实现目标门操作的同时最小化里德堡态衰变导致的错误。该工具还能识别参数最优脉冲——其特点是采用脉冲拟设的最小参数集。无测量量子纠错协议需要CCZ门,研究人员针对对称与非对称原子排布配置进行了分析。通过对单量子比特、双量子比特及三量子比特门错误率的多场景测试,该工作表明当前硬件已具备实现无测量量子纠错盈亏平衡点的潜力。此外,该研究还探索了基于二体稳定子测量的Floquet量子纠错协议,该协议可通过全局三量子比特门实现,研究表明这能显著减少穿梭操作次数。结合实际电路级噪声的仿真表明,在实验相关误差范围内,采用三量子比特门进行Floquet码稳定子测量可获得具有竞争力的逻辑量子比特性能。

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提交arXiv: 2025-11-30 11:26

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