表面码脱钩:对角综合症提取调度

在旋转表面码中,若综合症提取调度方案选择不当,钩状错误(辅助量子比特在综合症提取过程中产生的错误,会传播为相关联的双量子比特数据错误)可能使电路级编码距离减半。传统方案采用N形和Z形调度,通过为每个格点选择特定方向来避免钩状错误与逻辑运算符对齐。然而这种方法在涉及多变边界几何的晶格手术原语中会变得异常复杂,且需要7步调度方案来规避门操作冲突。该研究团队提出对角线调度方案,使钩状错误始终沿每个格点的对角线方向传播。这种对角错误的关键优势在于无论边界方向如何,永远不会与逻辑运算符对齐,从而保持完整的编码距离。对角线调度具有全局一致性:所有X型格点采用同一种调度,所有Z型格点采用另一种,完全消除了依赖几何形状的规划需求。在支持并行测量、重置及门操作的硬件上,该方案仅需6个时间步即可完成周期,优于传统方案的7步。研究人员通过对存储实验、空间结、空间Hadamard门及补丁旋转等场景的验证,证明该方案在简化电路构造的同时,能实现同等或更优的逻辑错误率。

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提交arXiv: 2026-02-09 19:00

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