生成对抗网络中极小极大优化的高斯牛顿方法
高率量子LDPC(qLDPC)码通过将多个逻辑量子比特密集打包到单个物理量子比特块中,显著降低了内存开销。该研究团队将这一概念扩展到高率计算领域,构建了批量容错操作,可在多个码块上并行应用相同的逻辑门。通过利用共享物理资源并行执行多个逻辑操作,这些操作实现了时空维度的高效率,并显著降低了计算成本。
针对任意CSS qLDPC码,该团队构建了具有恒定时空开销的批量装置(假设存在快速经典计算能力),包括:(i)单次错误校正、状态准备和码手术;(ii)码切换;(iii)可寻址克利福德门。利用这些批量装置,该工作还构建了具有低时空成本的并行非克利福德门。
该研究概述了为批量架构优化的并行量子算法设计原则,特别展示了如何高效编译晶格哈密顿量动力学模拟。该团队还提出了一种近期实施方案,采用新型自对偶双变量自行车码,其编码率高达约1/10,具有横向克利福德门和通过并行魔术态培育实现的全局T门,使得哈密顿量模拟的时空成本低于类似的表面码协议和低率qLDPC协议。
这些成果通过并行量子算法与高率容错协议的协同设计,为可扩展量子计算开辟了新路径。