通过补丁内复用减少魔法态培养中的后选择开销
容错量子计算需要高保真度的逻辑魔法态来实现非克利福德操作。魔法态培育提供了一种低开销的逻辑魔法态制备路径,但其效率受限于早期注入与培育阶段的后选择损失。本研究提出一种补丁内复用方案,利用单个逻辑补丁在早期阶段闲置的资源来创建多个本地培育机会。通过早期阶段的候选态被转送至标准逃逸路径,而逃逸阶段与基于解码器的接受流程则与单站点基线保持一致。在包含空闲噪声的均匀去极化噪声模型下,该协议显著降低了注入与培育阶段的丢弃率,以及获得可接受的早期阶段候选态所需的预期尝试次数。当物理错误率为 \( p = 2 \times 10^{-3} \) 时,与单站点MSC基线相比,\( d_1 = 3 \) 的注入与培育预期尝试次数减少了45.46%,\( d_1 = 5 \) 时减少了72.91%。在包含逃逸阶段的直接全周期评估中,相同物理错误率下,每个保留逻辑输出的预期尝试次数在 \( d_1 = 3 \) 时进一步减少49.04%,在 \( d_1 = 5 \) 时减少78.69%。全周期成本曲线向更小的预期尝试次数偏移,而最终逻辑错误行为仍由逃逸阶段间隙阈值主导。这些结果表明,补丁内复用可在保持标准魔法态培育框架的同时降低后选择开销。

