任意子量子计算具有容错性
在开创性工作中(arxiv:quant-ph/9707021),阿列克谢·基塔耶夫提出了拓扑量子计算方案(arXiv:cond-mat/0010440, arxiv:quant-ph/9707021, arXiv:quant-ph/0001108, arXiv:0707.1889),即通过在二维平面上产生、编织和融合任意子来实现量子计算机的逻辑门操作。该研究团队进一步证明,当任意子作为零温下制备的拓扑有序晶格模型的准粒子激发态产生时,该方案对局域扰动具有固有鲁棒性(arXiv:cond-mat/0010440, arxiv:quant-ph/9707021, arXiv:1001.0344, arXiv:1001.4363)。在此后的数十年间,构建容错量子计算机的技术取得了重大进展。不同于在零温下维持目标基态,现代方法通过主动校正目标态所受误差,利用含噪量子电路元件识别并修正与理想态的偏差。研究人员提出了一种纠错方案,通过编织任意子实现鲁棒的普适量子计算。该工作表明,只要电路元件的局域噪声低于特定阈值水平,该方案可在足够大的设备上以任意低的失败率执行。因此,该团队开发的纠错方案使得利用当前正在研发的现代量子硬件实现容错拓扑量子计算成为可能。
量科快讯
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