RASCqL:基于反应时间限制的时空高效复合qLDPC逻辑架构

量子低密度奇偶校验(qLDPC)码因其显著减小的资源占用,为可扩展容错量子计算(FTQC)提供了前景广阔的路径。然而若无法同时实现面向量子应用的高时空效率指令集架构(ISA),这些优势在实用规模下可能被削弱。该研究团队提出RASCqL——一种反应时间优化的复杂qLDPC逻辑时空高效架构,通过协同设计的qLDPC码直接支持量子算术、查表、魔幻态蒸馏等关键算法子例程,构建了复杂指令集量子计算机(CISQ)。与以往追求通用电路适配性的qLDPC逻辑设计不同,RASCqL采用应用导向的码修改方案,将特定复杂Clifford指令作为虚拟可实现的矩阵自同构嵌入功能性子例程。该架构进一步利用可重构中性原子阵列平台的并行物理操作,实现快速量子纠错周期与高保真横贯操作。尽管设计复杂度有所增加,RASCqL以与最先进横贯表面码架构相当的时空成本实现关键算法子例程,同时在2×10⁻³至5×10⁻⁴实际物理错误率下实现2至7倍的资源占用缩减,且无需额外硬件复杂度。这项工作为qLDPC码作为CISQ计算模块指明了具体发展路径,拓展了其在容错量子计算架构中的实用价值。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-15 18:52

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