量子LDPC码的网络化实现

具有优良参数的量子低密度奇偶校验(QLDPC)码是实现低开销容错量子计算的有力候选方案,但其非局域稳定子要求长程连接和频繁的量子比特移动,带来了实际挑战。先前研究已探索了拓扑码的网络化实现方案——每个节点仅承载整个编码中的一个或数个量子比特,并在网络提供的纠缠质量等实际约束条件下展现出优越性能。然而由于这类编码本身具有几何局域性,此类网络化架构可能并非必要。本工作提出并研究了更优QLDPC码(特别是与表面码结构相似且稳定子含可控长程连接的双变量自行车码)的网络化实现。研究团队首先在Stim模拟器中重构了单节点单编码比特的网络化表面码,并对其电路级噪声性能提供了新见解;随后将该方法扩展至双变量自行车码的二分拆解,通过在其X-Z联合坦纳图上实施平衡最小割划分来确定最优量子比特分割方案。针对跨节点稳定子操作,该工作实现了远程CNOT门并调节贝尔态保真度来支撑门操作。通过结合BP-OSD解码的电路级噪声仿真,首次揭示了此类编码网络化实现的性能特征,并与单体实现方案进行对比。最后系统阐述了方案优势、局限性及未来研究方向。
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提交arXiv: 2026-04-27 22:06

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