量子科技中心_量科网

量子低密度奇偶校验（qLDPC）码能以较低物理量子比特开销在单个码块中编码多个逻辑量子比特，但其魔术态注入方案仍缺乏深入探索。现有qLDPC码的态注入方案主要采用外部制备-传输范式，即在目标码块外制备原始魔术态后通过码间操作注入。该研究团队首次提出原位魔术态注入方案：仅需利用症状提取所需的资源，直接在qLDPC存储块内制备逻辑魔术态。研究表明该方案可推广至任意CSS类qLDPC码，并以[[144,12,12]]双变量自行车码和[[225,9,4]]超图积码的电路级仿真为例进行验证。在相关注入误差可忽略的工况下，双变量自行车码能同步注入四个逻辑|Y⟩态。当物理错误率为10^-3的均匀退极化噪声模型中，每个逻辑量子比特的注入错误率为1.62×10^-3，而相关误差贡献仅2×10^-5（约占注入错误率的1%）。在单量子比特门错误率为双量子比特门错误率10%的硬件导向非对称噪声模型下，每个逻辑量子比特的注入错误率降至6.7×10^-4，低于用于编码魔术态的双量子比特门错误率（10^-3）。该方案仅需利用症状提取本征的辅助量子比特即可适用于任意CSS类qLDPC码，相较制备-传输方案和基于表面码的魔术态注入方案显著降低了空间开销。