量子科技中心_量科网

分布式架构是实现容错量子计算（FTQC）规模化拓展的重要途径，其能突破单一量子处理器的固有局限。该方案需通过高效转换大量存在噪声的物理贝尔态对来制备高保真逻辑贝尔态对。为实现分布式FTQC的实际应用，逻辑贝尔态对制备协议不仅需优化贝尔态对消耗效率，还需统筹考虑协议执行的时空成本。然而现有纠缠纯化协议主要聚焦于最小化贝尔态对消耗，往往导致需要执行大量局域操作。核心挑战在于如何平衡这两个相互制约的特性。 该研究团队提出了一种新指标——链路受限体积（LLV），用于量化高保真逻辑贝尔态对制备的实际成本。该电路体积指标通过单一数值整合了物理贝尔态对消耗成本与局域操作相关体积，并基于此开发了“纠缠增强协议”。该协议实现了旋转表面码编码逻辑贝尔态对的高效制备，其LLV较现有最优方案降低数个数量级。借鉴魔态培育领域的最新进展，该协议采用软信息解码器与后选择技术，仅用不足100个含噪物理贝尔态对即可将逻辑贝尔态对的错误率抑制至10^-10量级的实用水平，且所有局域操作均可在单个二维连接表面码补丁的空间区域内完成。 为进一步增强纠缠纯化能力，研究人员还提出基于高速量子纠错码的流水线式纠缠蒸馏方案，在保持物理可实现性的同时达成任意低的逻辑错误率。这些成果为分布式FTQC的实际部署奠定了基础，强化了快速互连技术的优势，并为协议与设备的高效设计提供了指导原则。