信道自适应量子纠错

量子纠错 (QEC) 是任何量子信息处理设备的核心概念。通常，QEC 的设计基于对噪声过程的最小假设；这种通用假设在效率和性能上付出了高昂代价。在物理系统中，错误不太可能是任意的；相反，我们将拥有合理的量子退相干结构模型。我们可以选择专门针对最可能错误的量子纠错码和恢复操作。我们提出了一种凸优化方法，以确定给定信道、编码和信息源下的最优（就平均纠缠保真度而言）恢复操作。该方法可通过半定规划 (SDP) 求解。我们提出了计算算法，以生成以投影伴随测量开始的近优结构化恢复操作。这些结构化操作在计算上比计算最优解所需的 SDP 更具可扩展性；因此我们可以对更长的码进行数值分析。利用拉格朗日对偶性，我们界定了结构化恢复操作的性能，并表明它们在许多相关情况下几乎是-optimal 的。我们提出了两类专门为振幅阻尼信道设计的信道自适应量子纠错码。与相应的通用量子纠错码相比，这些码在更短的块长度下具有显著更高的速率。这两类码都是稳定子码，并在稳定子恢复操作下具有良好的保真度性能。编码、伴随测量和伴随恢复操作均可通过 Clifford 群操作实现。