通过里德堡原子阵列中的三量子比特门实现低深度量子纠错

量子纠错(QEC)需要通过执行深度量子电路并使用大量物理比特来保护信息免受错误影响。因此,设计能够降低QEC的栅极和时空开销的方案,对于在近期实验中实现更高效的QEC至关重要。多比特门为实现快速、低深度的稳定器测量电路提供了一条自然路径。然而,这类门通常会引入高权重相关误差,可能降低电路级距离,导致逻辑错误概率的缩放速度变慢。 该研究团队展示了如何仅使用两个CZ²门(而非四个CZ门)实现快速高效的表面码稳定器读取,同时保持容错能力,并提供了在里德堡原子阵列中实施的蓝图。研究人员推导出实现这些门的时间最优脉冲,并在存在泄漏误差的情况下进行了大量QEC数值模拟。与使用四个CZ门的标准方案相比,该方案速度更快、使用门数量更少,且关键是在保持可比逻辑错误概率的同时具备容错性。该工作还讨论了该方案对其他QEC编码(如量子低密度奇偶校验码)的容错性推广。

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