实现针对振幅阻尼噪声的容错性

随着对小型含噪量子计算设备的强烈兴趣，人们推动构建更大、更精确——因而更有用——的量子计算机。尽管完全容错量子计算机原则上能在使用受一般噪声影响的设备时实现任意精确的计算，但其所需资源远超当前能力。一种中间步骤是构建精度有限、但由低成本底层噪声消除技术增强的量子计算机。这正是我们工作的动机：研究针对困扰量子设备的主导噪声的容错编码量子计算。具体而言，我们基于 4 量子比特码及为该噪声定制的恢复过程，开发了在振幅阻尼噪声存在下的容错编码量子计算组件协议。我们描述了一组通用的容错编码门操作，并计算了该噪声的伪阈值，低于此阈值我们的方案可带来更精确的计算。我们的工作展示了将量子容错思想应用于针对性噪声模型的可能性，将近期针对偏置噪声容错的研究推广至通常的泡利噪声模型之外。我们还阐明了通过泡利噪声考量获得的标准容错直觉的某些方面，在更一般噪声面前如何失效。