基于扭转的格子手术的线路级协议与分析

格子手术是一种基于测量的二维容错量子计算技术。在使用表面码时，最一般的格子手术操作需要称为扭转缺陷(twist defect)的晶格不规则性。然而，实现基于扭转的格子手术可能需要额外资源，例如额外的器件连通性，并可能降低表面码的阈值与整体性能。在此我们给出一种显式的基于扭转的格子手术协议及其所需连通性布局。我们还提供了用于测量扭转缺陷的新稳定子测量线路，其与我们选定的门调度兼容。我们使用偏置去极化噪声模型进行了基于扭转的格子手术中的首次线路级纠错仿真。我们的结果表明，与时延逻辑失败相比，体内部无扭转缺陷的格子手术协议相比，阈值略有下降。然而，在阈值以下足够深处（即 CNOT 不保真度低于 $5 \times 10^{-3}$），性能退化是温和的，且实际上优于提出的替代无扭转方案。最后，我们提供了一种在表面码边界测量 $Y$ 算符的高效方案，其绕过了先前方案所需的某些步骤。