一种用于连续变量量子纠错的级联双位移编码

连续变量高斯不可行定理从根本上限制了仅使用高斯门与高斯态对位移误差的抑制能力。先前研究采用Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)态作为辅助量子模式来抑制微小高斯位移误差,但当位移幅度增大时,会超出GKP态可纠正范围并引发晶格跨越事件。为解决该问题,该团队将高斯噪声抑制电路与外层模拟Steane码级联,以同步纠正这类偶发晶格跨越事件及其他突变位移误差。与传统级联方案主要降低逻辑错误率不同,Steane-GKP编码对偶性为大、小位移误差提供了互补性保护,实现了连续编码空间内的误差修正——这与早期采用重复码与GKP态级联实现离散量子比特/量子比特编码的方案形成鲜明对比。理论分析表明,在无限压缩条件下,该级联编码能使所有量子模式的高斯位移误差方差降低最高达50%,同时实现晶格跨越事件的无偏校正,其成功率取决于残余高斯误差标准差与晶格跨越幅度的比值。即便在有限压缩条件下,该架构仍可同步实现高斯误差抑制与晶格跨越校正,且外层模拟Steane码的存在放宽了内层GKP态的压缩要求,展现出近期实验可行性。该工作为容错连续变量量子计算开辟了可行路径,并为级联式连续变量纠错架构设计提供了新思路。
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提交arXiv: 2025-11-29 13:24

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