投射测量:任意数量量子比特的拓扑量子计算
拓扑量子计算通过将量子信息编码在非阿贝尔任意子中,并采用编织操作实现量子门,有望实现本征容错。虽然编织操作对局部扰动具有鲁棒性,但当扩展到超过两个量子比特时,一个关键但常被忽视的挑战显现:基于编织操作的量子门简单扩展甚至无法支持完整的克利福德群。为突破这一限制,该研究团队引入投影测量实现不同量子比特编码间的转换,从而恢复计算普适性。研究人员通过多体模拟结合测量切换的编织动力学,分别在两量子比特和五量子比特系统中显式制备了贝尔态与GHZ态。进一步地,该团队在五量子比特系统上执行随机酉电路,实现了超过99%的保真度。通过研究电路保真度与总编织时长及静态势无序性的关系,分析结果表明在中等无序度下保真度仍保持在99%以上,印证了该架构的本征容错特性。最后,该工作通过十量子比特系统的随机电路演示,验证了该技术的可扩展性。
