Alpha综合征:攻克量子纠错码的综合征测量电路调度难题

量子纠错(QEC)是可扩展量子计算的关键技术,但重复的症候测量周期占据了其主要时空与硬件成本。尽管稳定子算符彼此对易且允许多种有效执行顺序,但在实际噪声条件下,不同的调度方案会导致差异显著的误差传播路径,从而造成逻辑错误率的巨大波动。除表面码外,针对其他编码的症候测量调度方案仍属研究空白。该研究团队提出AlphaSyndrome——一种基于最少假设(相互对易的稳定子算符与启发式解码器)的通用对易稳定子码症候测量电路自动合成框架。该框架将调度问题转化为优化目标:通过调控误差传播路径(i)避开接近逻辑算符的模式,同时(ii)保持解码器可校正范围。采用蒙特卡洛树搜索(MCTS)算法,结合编码结构与解码器反馈,对测量顺序和并行性进行探索。实验表明:在多种编码类型、尺寸及解码器条件下,相较深度最优基线,AlphaSyndrome平均降低80.6%(最高达96.2%)逻辑错误率;其性能不仅匹配谷歌手工优化的表面码调度方案,更超越IBM为双变量自行车码设计的调度策略。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-18 17:45

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