CAbLECAR:基于可移动自旋量子比特瓦片架构的高效QLDPC码调度方案
半导体自旋量子比特是实现大规模量子计算的一个极具前景的平台,但目前尚未充分利用量子低密度奇偶校验(QLDPC)码这一大类编码方案。这类编码具有高编码率和高效逻辑运算的优势,但需要物理量子比特间建立非局域连接。该研究探索了在基于穿梭技术的可拼接自旋量子比特架构上实现QLDPC编码的方法。通过将症状提取电路适配于穿梭噪声模型,研究人员显著改进了此前表面码方案的性能,并将架构的可行穿梭距离扩展了5-10倍,从而能够实现具有长程相互作用的更复杂编码。 受机器人学领域启发,该工作开发了一种支持任意编码的协同穿梭调度算法,并以此评估了多种潜力编码家族的逻辑性能。研究发现,对于某些编码家族,优化后的调度方案比人工优化方案提速最高达86%。通过详细的电路级仿真,研究团队筛选出特定QLDPC编码方案,其性能较现有表面码实现提升了数个数量级,不仅提高了编码效率,还降低了逻辑错误率。这项工作展示了基于穿梭技术的自旋量子比特硬件平台在实现可扩展、高效容错量子计算方面的巨大潜力。

