基于自纠错的heralded 高保真双量子比特纠缠门分析

为了使量子纠错 (QEC) 和噪声中间规模量子 (NISQ) 算法以高效率运行，量子逻辑门在物理量子比特上的原始保真度需要满足严格要求。中性原子量子计算通过 Rydberg 阻塞门取得了显著进展，这值得我们探索其在双量子比特纠缠门（包括受控-PHASE 门以及特别是 CZ 门）中的潜力。只要量子相干性得到良好保护，提高 Rydberg 阻塞门的保真度需要特殊机制来处理由实际实验条件引起的不利影响。本文设计了包含自纠错和投影两个关键步骤的heralded 超高保真度 Rydberg 阻塞受控-PHASE 门，以解决上述问题。这种先进的方法可以在 previously 建立的缓冲原子中介门的基础上实现，PT 变换下的特殊对称性在过程中发挥关键作用。我们进一步分析了对几种典型瑕疵来源的性能。该程序也可以被视为量子硬件误差纠正或缓解。虽然本论文本身并未涵盖每一个细微问题，仍包含许多过度简化，但我们认为有理由预期，在heralded 但概率意义下操作的非常高保真度双量子比特量子逻辑门，其门误差率可降至 $10^{-4}$--$10^{-6}$ 或更低，且具有相当高的可能性。