分布式容错量子存储器在2xL量子比特模块阵列上的实现

该研究团队提出了一种分布式量子存储器架构,该架构基于配备飞行量子比特循环移位功能的2×L模块阵列。逻辑信息分布在首行L个模块中,并通过次行配备循环移位的辅助模块执行量子纠错。该工作证明,诸如BB码等量子LDPC码在分布式环境中仅需使用循环移位这一简单连接器即可保持性能。 研究人员提出两种在2×L模块阵列上实施量子纠错的策略:(i)适用于任意稳定子码的循环布局方案,而此前关于量子比特阵列的研究仅局限于CSS码;(ii)专用于双变量自行车码(BB码)的稀疏循环布局方案。以[[144,12,12]] BB码为例,采用稀疏循环布局实现了12个逻辑量子比特分布在12个模块中的量子存储器,每个模块包含12个物理量子比特。 该团队还提出了基于可高保真传输的飞行量子比特的物理实现方案,包括离子、中性原子、电子或光子编码的量子比特。数值模拟表明:当模块采用长离子链或单量子比特离子阵列时,在物理错误率为10^-3条件下,分布式BB码可实现低于2×10^-6的逻辑错误率。

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