高速率手术:迈向恒定开销的逻辑操作

可扩展的量子计算不仅需要低内存开销的量子纠错码,还需实现低时空开销的编码操作。高码率量子低密度奇偶校验(qLDPC)码通过实现高信息编码率解决了前者,但现有逻辑操作实现方法往往存在信息处理速率低的问题,导致巨大的时空成本。该研究团队提出“高码率手术”方案——一种在任意qLDPC码上使用共享辅助系统并行执行广泛可寻址逻辑泡利乘积测量的通用框架,实现近乎恒定的时空开销。研究人员开发了代数与随机化辅助系统构建方法,并通过[[144,12,12]]格罗斯码及新型qLDPC码实例(如[[1125,245,≤10]]码率高达25%)证明:当执行数百个随机采样的逻辑测量时,总时空开销可控制在存储实验两倍以内。该工作解决了qLDPC码实际应用中复杂可寻址逻辑操作的主要瓶颈,推动了可扩展、恒定开销容错量子计算的发展进程。
提交arXiv: 2025-10-09 17:49

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