人工智能赋能量子纠错码的量子比特丢失解码

量子比特丢失是量子计算中的一个主要误差来源,因为它破坏了标准稳定子形式体系用于量子纠错码的代数结构。一方面,这使解码过程复杂化;另一方面,它会在稳定子中引入随机闪烁模式,这是量子比特丢失的一个标志性特征。在此,作者开发了一种基于时空图神经网络架构的人工智能解码器,用于从症状历史中提取空间和时间相关性。该解码器执行双头任务,同时纠正标准泡利误差并识别量子比特丢失的位置。该解码器实现的逻辑准确率显著高于传统的最小权重完美匹配算法,甚至高于利用最终轮次量子比特丢失信息作为输入的延迟擦除MWPM解码器。该解码器还能在累积后续十轮稳定子测量后,识别出超过90%的丢失位置,从而有助于量子比特的重新初始化,例如在原子阵列平台上通过连续加载技术实现。对于这两项任务,该团队的STGNN与修改版AlphaQubit的表现几乎相同,但前者采用并行输入结构,使其在推理时间上优于采用循环输入结构的修改版AlphaQubit。这项工作为纠正量子比特丢失误差提供了一个稳健且可扩展的框架,为更高效的容错量子计算铺平了道路。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-15 17:59

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