量子科技中心_量科网

虽然克利福德操作在容错量子计算机中相对容易实现，但连续旋转门仍是典型量子算法的主要瓶颈。该工作探讨了“在表面码架构中实现连续旋转最高效的途径是什么？”这一问题。目前已有多种技术用于减少旋转的T门数量或T门深度，例如汉明权重相位法和催化剂塔结构。然而，这些方法通常需要额外的辅助量子比特，因此最终需要优化的成本函数应是执行旋转所需的总运行时间或总空间资源。该团队通过期权定价领域的两个实际应用案例（a）实现作为量子算法常见子程序的相位预言电路，以及（b）采用变分量子电路进行态制备，明确构建了催化剂塔结构的表面码布局。分析表明，在中小编码距离下，催化剂塔结构不仅能缩短运行时间，还可降低旋转的总时空体积；但在大编码距离时，传统克利福德+T合成可能更高效。值得注意的是，研究结论对特定应用场景及参数选择较为敏感。不过对于早期容错量子应用（如涉及高频电路重复的场景），催化剂塔结构在假设中低编码距离、需通过时空权衡来缩短单次电路运行时间的条件下可能具有显著优势。