双曲与半双曲Floquet码在光量子计算中的应用
根据物理噪声结构定制纠错码可降低容错量子计算的资源开销。双曲Floquet码仅需权重为2的测量,可直接在具备原生对测量能力的硬件上实现。该研究团队通过Wythoff万花筒构造结合低指数正规子群算法,基于{8,3}、{10,3}和{12,3}三种镶嵌结构构建了双曲及半双曲Floquet码,其中{10,3}和{12,3}族系为双曲Floquet码领域的新发现。研究人员在四种噪声模型下评估了这些编码的性能:现象学模型、辅助比特纠缠测量模型(EM3)、单步去极化EM3模型(SDEM3)以及擦除模型。在现象学噪声下,{8,3}族系(k=6-56)的逻辑阈值临界点出现在pe≈0.3%-0.5%附近,{10,3}族系(k=12-146)则为0.15%-0.2%。对于EM3辅助噪声,三个族系的阈值均达到~1.5%。SDEM3模型受马约拉纳四量子位架构启发,细粒度编码在三个族系中均实现~1.0%-1.2%的阈值。擦除模型针对自旋-光学链路的光子损耗检测,{8,3}、{10,3}和{12,3}族系的细粒度编码分别达到~8.5%-9%、~7%-8%和~6.5%-8%的擦除阈值——光子损耗正是光子介导量子计算的主要误差源。在完整的SPOQC-2三参数噪声模型下,{8,3}族系编码(k=10逻辑量子位)实现了2.2倍于表面码(编译为对测量)的二维容错面积。相关工作还将在另一篇论文中评估这些编码在分布式场景中的表现。
量科快讯
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