关联最近邻误差下表面码的精确误差阈值:一项统计力学分析
表面码因其较高的容错阈值和仅需近邻相互作用的实验可操作性,成为容错量子计算的重要候选方案。然而,当前精确的表面码阈值分析均基于独立同分布(i.i.d.)误差的假设。尽管已有针对关联误差阈值的数值研究,但这些结果仅为下限而非精确值,这意味着实际容错潜力可能更高。本研究通过建立误差-边缘映射关系,首次将量子纠错问题转化为正方-八角随机键Ising模型。在此基础上,该团队提出了结合单比特独立误差与近邻数据量子比特关联误差的真实噪声模型下的精确阈值计算方法,该方法适用于任意比例的近邻关联误差与独立误差之比。通过对表面码纠错阈值的系统研究,该工作给出了精确阈值的解析约束条件,证明所获阈值既是理论上界也是可达到值。这意味着:现有数值阈值结果均可提升至该阈值水平,同时该阈值在原则上代表了可实现的最高容错水平。
量科快讯
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