分布式量子纠错的边界感知稳定器调度算法

未来的量子架构预计将采用模块化设计,通过光子互连实现多个量子处理单元(QPUs)的互联。在拓扑量子纠错(如色码)中,这会形成接缝边界——此处奇偶校验需要借助宣告贝尔态对实现远程CNOT操作。由于纠缠生成具有概率性,这些非局域校验比体区局域校验更缓慢且噪声更大,导致数据量子位在等待远程操作时持续积累空闲噪声。降低该开销的自然方案是跳过部分接缝测量,但这会使接缝校验子信息过时并影响解码精度。因此核心调度问题在于确定接缝校验的测量频率,以平衡远程操作/等待噪声与校验子时效性的矛盾。 针对这一权衡,该研究开发了可直接集成至标准校验子提取电路的调度模块。团队评估了两种策略:Skip-Seam-τ(SS-τ)策略每轮测量全部体区校验,但每τ轮才测量一次接缝校验(跳过的轮次复制最近校验子);自适应跳略策略(AST)则根据码距和纠缠生成率(EGR)动态调整τ值。在Stim仿真器中针对三角色码进行电路级噪声测试(包含贝尔对生成延迟引发的空闲误差)表明:相较于"全测量"基准(MA),SS-τ和AST能降低远程操作开销,并可能减少逻辑错误率(LER)。当物理错误率p=10−3时,研究发现了特定EGR区间——在该区间内SS-τ和AST均呈现与容错缩放一致的行为(LER随码距增加而下降),且二者全程优于MA基准。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-24 11:49
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