超导量子器件中的辐射诱发故障检测

实现通用超导量子计算的探索正受到噪声与误差的阻碍。现已证明,量子纠错编码(QEC)将成为容错量子计算的基础。然而宇宙射线引发的关联误差——这类可能影响超导量子计算机的最破坏性事件——至今尚未得到有效解决。为达到容错要求,该团队认为必须开发辐射感知方法作为QEC的补充。本文首次提出一种算法,可实时有效利用校验子信息高效检测超导量子器件中的辐射事件。研究人员通过对模拟旋转表面码进行深入分析,注入了超过1100万次基于物理模型模拟的辐射诱导故障。该工作考量了X与Z校验基的特性、编码距离的影响以及解码器的时间求解约束。实验表明,该技术可百分之百检测所有注入故障(无论影响位置如何),并能精确识别辐射影响中心与波及区域,其时间开销低于解码时间的0.3%。此外,研究团队利用故障定位信息提出辐射故障校正技术,与现有解码器相比,可将输出正确率最高提升20%。

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