制备高保真逻辑态是容错量子计算的核心挑战,但现有方法难以在控制复杂度与资源开销之间取得平衡。本研究提出了一个完整的框架,用于容错制备四腿猫态编码的任意逻辑态。该框架通过错误检测机制,有效抑制了包括玻色模式中的激发态衰减、退相位以及辅助比特退相干在内的主要非相干误差。基于实验现实参数在三维超导腔平台上的数值模拟显示,逻辑态保真度误差可低至10^-4量级。尺度分析证实逻辑错误率与物理错误率呈近似二次方增长关系,表明所有一阶误差均被完全抑制。该方案与现有硬件兼容,并可扩展至多玻色模式系统,为魔术态制备及更高层级级联量子纠错提供了资源高效的实现基础。
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2026-02-19 15:07