实现海森堡极限的容错量子纠错
量子效应能够提升计量学中的测量精度,海森堡极限(HL)代表了量子力学允许的最终极限。尽管在噪声存在时通常无法达到HL,但量子纠错(QEC)技术可在多种场景中恢复该极限。一个典型案例是采用重复编码在比特翻转噪声下估计泡利-Z信号——这种编码既具有计量学最优性,又具备噪声鲁棒性。然而,既往研究通常假设噪声仅影响信号累积阶段,而QEC操作(包括态制备与测量)是无噪声的。为突破这一局限,该团队研究了全量子操作均受噪声影响的容错量子计量学方案。该团队重点考察了在比特翻转噪声环境下,结合所有QEC操作中的态制备与测量误差,对泡利-Z信号进行估计的情形。该团队提出了一种容错计量协议:通过重复的校验测量制备重复编码,随后进行容错的逻辑测量。研究证实存在一个误差阈值,低于该阈值时误差可被有效抑制,从而实现海森堡极限。

