量子科技中心_量科网

近年来，一个日益增长的共识是：大规模、容错的量子计算（FTQC）需要高保真度的光子互连，以突破单片架构的扩展极限。然而，当前大多数平台并非为原生光子连接而设计，需要巨大的工程开销。为了克服这些根本性的硬件限制，该团队最近引入了一种合理设计的有机分子，它作为一个理想的量子节点，拥有一个强大的量子比特-光子接口（QPI）和一个长寿命的核自旋寄存器。在这项工作中，该团队提出了PIQC（光子集成量子电路），这是一种旨在将这些分子节点扩展为功能性量子计算机的分布式架构。PIQC框架整合了五项相互促进的创新：（i）设计型分子量子比特，即等排主体中的卡宾分子，提供毫秒级相干电子自旋，具有高光谱稳定性和自旋相关的光学发射；（ii）确定性核寄存器，由合成放置的\(^{13}\)C或\(^{14}\)N标记构成，能够实现快速（约1微秒）、高保真度的电子-核门操作；（iii）混合光子集成技术，使分子薄膜能够与现有成熟的制造技术（如薄膜铌酸锂，TFLN）无缝集成；（iv）可容忍高达70%光子损失的预兆纠缠协议；以及（v）阶梯式Floquet化，即将高码率量子低密度奇偶校验（qLDPC）码转换为Floquet码，将综合征提取简化为与PIQC网络硬件匹配的二重量Bell对测量。PIQC为基于分布式FTQC的实用规模量子计算机提供了一条硬件高效、商业上可行的路径。