腔辅助概率性魔法T门注入
非克利福德门是实现通用量子计算的必要资源,但其容错实现通常依赖于魔法态蒸馏,这会导致量子比特数量和电路深度的显著开销。本研究提出了一种基于腔体的概率性魔法态注入协议。该方案利用受控原子-腔相互作用和条件测量,在单腔模的前两个能级福克子空间中概率性地制备一个有效魔法态,每次尝试的成功概率为 \(0.74\),且与目标魔法相位无关。随后,腔编码的魔法态通过基于缀饰态跃迁的远程传送协议注入到一个计算原子中,仅需克利福德操作和单个辅助原子进行读出。研究证明,所有所需操作(包括态制备、两量子比特交换门和投影测量)均可在实验可用的里德伯原子-腔平台上实现。论文还进一步讨论了该方案原则上如何适配逻辑层级操作,其中集体里德伯相互作用和光学非线性为实现直接注入到码编码量子比特中的腔介导 \(T\) 门提供了路径。

