利用具有亚稳态171Yb原子的逻辑量子位中的擦除误差

要实现具有实际优势的大规模量子算法,必须通过量子纠错实现容错能力,但随之而来的资源开销是巨大代价。该研究团队通过设计更低错误率的物理量子比特,并对残余误差形态进行优化以提升可纠错性,从而降低了这种开销。该工作展示了一种基于171Yb亚稳态量子比特的量子纠错码与逻辑量子比特电路,这种量子比特具有偏向擦除误差(即无需依赖综合征信息即可定位的误差)的噪声特性。研究人员证明,在相干传输过程中,核自旋量子比特的相位退相干误差能被显著抑制,并实现了在光强不均匀或光束指向误差情况下仍保持高保真度的鲁棒纠缠门操作。 该团队展示了用[[4,2,2]]编码方案实现逻辑量子比特的编码,尽管该编码规模过小无法纠正任何泡利误差,仍能通过中途擦除测量在解码阶段实现纠错。最后,研究人员基于中途擦除检测实现了多编码块间逻辑量子比特的条件选择辅助量子态隐形传态,这是中性原子体系中抗泄漏误差纠错的关键要素。

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