通过减轻魔法稀释来解锁早期容错量子计算
随着量子计算向早期容错阶段迈进,量子纠错将在保护量子比特和实现逻辑 Clifford 运算方面发挥关键作用。然而,逻辑量子比特的数量最初仍然有限,这对魔法态蒸馏等资源密集型任务构成挑战。因此,开发高效的非 Clifford 运算(例如小角度旋转)实现方法至关重要,以便在这些约束条件下最大限度地提升设备的计算能力。在本研究中,团队引入了缓解魔法稀释 (MMD) 方法,该方法通过采用量子误差缓解技术对给定噪声编码魔法态的逻辑 Clifford 电路进行采样来合成小角度旋转。该团队探索了该方法在二维费米-哈伯德模型模拟中的实用性。该团队确定了 MMD 优于 Ross-Selinger 门合成方法的演化时间范围 [Quantum Inf. Comp. 16 , 901-953 (2016), arXiv:1403.2975] 中,对于大小高达 8×8 的方格,所需的噪声编码魔法态数量显著增加。此外,团队证明了其方法能够提供实用优势,其量化指标是,与经典模拟器相比,小角度旋转的资源需求实现了优于二次方的提升。这项工作为在支持数百万次量子操作的设备(即所谓的 MegaQuOp 机制)上进行早期容错演示奠定了基础。
