抗偏门与双轨猫编码的量子纠错

可扩展的容错量子计算需要同时支持通用逻辑运算、抑制硬件特定噪声并高效处理光子丢失错误的量子纠错码。双轨码和猫码等玻色子编码各自具有吸引人的特性,但单独使用时也存在重要局限。**双轨码**通过将光子丢失错误引起的计算子空间泄漏转换为擦除错误,实现了高效的单光子丢失检测。相比之下,**猫码**提供了一种资源高效、偏置定制的纠错方案,并支持偏置保持的逻辑门操作。该研究在此提出**双轨猫码(DRCC)**,一种级联的玻色子编码,将内层猫码与外层双轨结构相结合,从而继承并增强了两种组成码的优势。研究人员分析了DRCC的纠错特性,并提出了通过将其与外层重复码级联来实现确定性单光子丢失纠正的协议。利用该编码固有的噪声偏置,该工作仅使用分束器相互作用构建了一套通用逻辑门集,并证明所有逻辑操作都保持了擦除偏置噪声结构。DRCC提供了多项独特优势,包括门操作过程中无相对几何相位、确定性的擦除检测与纠正,以及无需中断稳定化的同时症候提取。这些特性使DRCC成为一种极具前景的玻色子编码,适用于硬件高效、偏置保持且抗擦除的容错量子计算。
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提交arXiv: 2026-07-01 11:17

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