基于容错测量的双曲簇态量子计算

容错测量基量子计算(MBQC)为容错量子计算提供了极具吸引力的框架,其通过三维纠缠资源态(即团簇态)上的单量子比特测量实现量子信息处理。迄今为止,这类资源主要基于欧几里得晶格进行研究,其中Raussendorf-Harrington-Goyal(RHG)结构最为著名,构成了MBQC拓扑容错的理论基础。该工作首次提出双曲团簇态——通过周期双曲晶格的叶状结构构造,将三维团簇态推广至负曲率几何空间。研究人员详细阐述了双曲团簇态的显式构造方法,并在实际电路级去极化噪声模型下评估了其容错特性。通过大规模数值模拟进行的存储实验表明,该结构在保持与欧几里得RHG团簇态相当容错阈值的同时,能在热力学极限下实现恒定编码率。相较于传统团簇态构造,这一突破显著降低了量子比特开销。这些发现确立了双曲几何作为可扩展容错MBQC的重要实验资源,并为量子信息处理中负曲率特性的应用开辟了新途径。

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提交arXiv: 2026-03-27 21:28

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