通过并行测量高阶形式横向门实现快速魔术态制备

魔幻态(magic states)是通用量子计算的基础资源。为了在现实噪声环境中存活,魔幻态必须通过容错方式制备并受到量子纠错码的保护。近期发现的高效量子低密度奇偶校验码(quantum low-density parity-check codes)与高效逻辑门,为低开销容错量子计算奠定了基础。这促使研究者寻找快速且并行的逻辑魔幻态制备协议,以实现通用量子计算。本文提出了一种快速编码手术(code surgery)方案,可并行执行多个横向逻辑门的容错测量。该方案通过对支持高阶横向门(higher-form transversal gate)的量子码实施广义规范测量(generalized gauging measurement)实现。该方案的时间开销为常数,量子比特开销为线性,其容错特性继承自基础码和高阶横向门的结构。当应用于支持高阶克利福德门(higher-form Clifford gates)的编码时,该方案能并行快速且容错地制备多个魔幻态。这一成果为寻找支持高阶克利福德门的优质量子低密度奇偶校验码提供了新方向。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-01-30 12:55

量科快讯