路由码:具有短距、并行非本地连接的高速率量子LDPC码

量子低密度校验(qLDPC)码是大规模容错量子计算的重要候选方案。尽管已开发出许多具有良好理论参数的码型,其实际应用必须考虑硬件可实现性。对于超导和中性原子等主流量子平台,连接性、非局域耦合的长度以及布线或原子重排的复杂度,是决定硬件实现难度的关键因素。在此,该团队提出了一类新型qLDPC码——路由码。在该码族中,研究人员找到了明确实例,其编码率与双变量自行车(BB)码相当,同时系统性地降低了量子比特连接性、缩短了非局域耦合长度,并且最关键的是,使所有非局域耦合相互平行。这种并行性从根本上消除了超导多层架构中的布线交叉,并大幅简化了中性原子阵列中原子运动的时间安排。在电路级仿真下,与达到相同逻辑错误率的表面码相比,权重为7的路由码将物理量子比特开销降低了约8倍。这些结果表明,路由码作为一种以硬件为中心的qLDPC码族,弥合了理论最优性与近期物理可行性之间的差距。
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提交arXiv: 2026-06-24 02:50

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