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借用身份:可塑蒸馏工厂与统一数值搜索

量子物理 2026-06-26 v1

摘要

魔法态蒸馏是容错量子计算中的主要开销之一。现有的寻找蒸馏工厂的方法要求横向门在整个码空间上正确作用,这一约束限制了通用性和搜索效率。我们引入了一个严格更弱的借用身份条件,仅要求蒸馏电路在单个输入态上表现为恒等操作。它统一适用于Clifford层级的所有级别,并在单个级别内统一了蒸馏不同魔法态(例如T|T\rangleCS|CS\rangleCCZ|CCZ\rangle工厂)的工厂。对具有二群对称性的借用身份电路的暴力搜索,在搜索范围内恢复了所有已知的通过码构造方法得到的距离-2工厂,包括以前超出任何单一数值搜索范围的纠缠输出和多输出工厂。这种统一产生了编码多个工厂的父电路,因此输出魔法态的类型可以在编译时选择,而不是由硬编码设计固定。该框架还扩展到CSS码之外,统一了以前通过不同方法获得的构造,包括合成蒸馏和非CSS催化工厂。

关键词

引用

@article{arxiv.2606.28518,
  title  = {Borrowed Identities: Malleable Distillation Factories and a Unified Numerical Search},
  author = {Shraddha Singh and Craig Gidney and Cody Jones},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.28518},
  year   = {2026}
}

备注

5+11 pages, 6 figures, 5 tables