量子科技中心_量科网

实现容错量子存储器的关键在于能否执行量子纠错协议，将逻辑错误率抑制至远低于物理错误率的水平。此类协议依赖于多要素的复杂组合：纠错码的效率、症状提取电路的容错性与开销、解码器的质量，以及设备的物理量子比特数和连接性等约束条件。该研究团队在纠错量子设备领域取得两项突破。首先，研究人员提出镜像码——一种基于群G和两个G子集（其总规模决定校验权重）构造的简洁灵活LDPC稳定子码。这类码经置换和局部Clifford变换后，可涵盖所有二元群代数码（如双变量自行车码）。同时，它们通常明显不属于CSS类型，从而显著区别于大多数现有构造。在固定校验权重为6的条件下，该团队发现了非CSS类型的[[60,4,10]]、[[36,6,6]]、[[48,8,6]]和[[85,8,9]]等编码方案；还发现了多个满足k·d>n的权重7编码。其次，研究人员构建了一系列症状提取电路，通过增加开销换取可证明的容错性。这些电路分别采用每校验位1-2、3和6个辅助量子比特，对应实现部分容错（适用于权重6 CSS码）、可证明容错（适用于所有权重6稳定子码）等不同级别。基于这些构造，该工作对典型镜像码进行了电路级噪声下的端到端量子存储实验，获得的0.2%级伪错误阈值与相同模型下[[144,12,12]]自行车码的表现相当。这些发现确立了镜像码作为容错量子存储通用解决方案的地位，尤其适用于近期中小规模量子设备。