消除表面代码魔法态工厂中的多量子比特突发错误

容错量子计算依赖于时间不变、物理错误率足够低的假设。然而，当前的超导量子计算机因频繁出现的干扰性噪声事件（包括宇宙射线冲击和两水平系统缺陷的位移）而受到影响。已提出了若干方法通过软件缓解这些问题，但会导致物理量子比特数量的大幅增加，因为难以通过突发错误事件来保持逻辑信息。我们聚焦于消除魔法态工厂中的多量子比特突发错误，魔法态工厂预计将占未来量子程序空间成本的 95%。我们的关键洞察是，魔法态工厂不需要在时间上保持逻辑信息；一旦检测到局部物理错误率的增加，我们即可关闭受影响的工厂部分、重新映射工厂以适应新的芯片几何结构，然后继续运行。这比以往更通用的方法更高效，即使在许多同时冲击事件下也能保持鲁棒性。我们使用精确的物理噪声模型，展示了一种高效的射线检测方法，并在不同噪声 regime 中评估了我们的策略。与现有基线相比，我们发现射线引起的开销降低了几个数量级，具体取决于噪声模型，总体 qubitcycle 成本降低 6.5 倍至 13.9 倍。该工作通过提供低开销的软件错误缓解方法，减轻了硬件负担。