针对一般噪声的恒定开销容错量子计算

容错量子计算传统上需要耗费大量资源开销,其所需的量子比特数量和时间成本会随计算规模呈多对数级增长。虽然Gottesman先前的研究已证明,在使用量子低密度奇偶校验(QLDPC)编码的情况下,针对随机噪声模型可以实现恒定的量子比特开销,但该结论能否推广至更一般的非随机噪声模型仍属悬而未决的问题。本工作通过引入基于钻石范数定义的通用电路级噪声模型(涵盖随机与非随机噪声,包括相干噪声和振幅阻尼噪声),对该问题作出解答。研究团队证明了在此通用场景下,采用具有恒定编码率和线性最小距离的QLDPC编码,即可实现恒定量子比特开销的容错量子计算。为达成这一结论,该团队开发了适用于通用电路噪声的容错纠错方案及逻辑门实现方法。这些成果拓展了容错量子计算的理论基础,并为现实噪声模型下的容错架构设计提供了新思路。

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提交arXiv: 2025-12-02 13:41

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