容错分布式量子计算的架构方法及其纠缠开销

在分布式量子计算(DQC)平台上实现容错量子计算,需要审慎评估资源需求和噪声阈值。随着量子硬件向模块化和网络化架构发展,目前已提出多种容错DQC方案,这些方案可大体分为三种架构类型:第一类架构由通过GHZ态连接的小型量子节点组成,能实现非局域稳定子测量;第二类架构将大型纠错码块分布至多个模块,除少量使用非局域CNOT门实现的边界补丁测量外,多数稳定子测量保持局域性;第三类架构则为不同模块分配独立码块,可通过横向门、格点手术和隐形传态等容错操作实现码块间的逻辑运算。研究团队以平面曲面码和环面码为例,分析了不同架构设计中资源需求(特别是贝尔对数量和生成尝试平均次数)如何随码距增加而扩展。该分析为识别适用于近期硬件资源限制条件下容错分布式量子计算的架构提供了重要参考。

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提交arXiv: 2025-11-17 18:14

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