超导量子处理器上的表面码逻辑操作
容错量子计算需要逻辑操作来操控编码信息,同时保持量子纠错保护。在平面表面码架构中,码形变和晶格手术提供了一条基于测量的局部操作路径。本文在107量子比特超导量子处理器上实验实现了基于补丁的表面码逻辑处理的关键要素。首先实现了一个可重用的原语层,包括合并与拆分、补丁扩展与收缩,以及由畴壁和扭曲缺陷介导的形变。随后组合这些原语,实现了逻辑状态路由、逻辑受控非门、单量子比特阿达马门和相位门,这些门共同构成一个克利福德生成集。所有操作均在距离为3的旋转表面码补丁上实现,并采用多轮纠错子提取与神经网络解码,无需事后选择。该工作将超导表面码实验从受保护的逻辑存储器推进到主动的、基于补丁的容错逻辑操作。

