仅使用两 qubit门在表面代码上培育T态

Jahan Claes

仅使用两 qubit门在表面代码上培育T态

量子物理 2025-09-17 v2

作者: Jahan Claes

摘要

高保真度的T魔法态是二维容错量子计算的关键要求。以往普遍认为，准备高保真度的T态需要噪声注入T态并随后进行冗长的提炼程序。最近一种方法通过仔细的状态注入和后选取即可准备接近量子算法所需保真度的T态，挑战了这一假设，这种方法称为培育。培育最初提出用于color code，但也可在类似表面代码的 ${RP}^2$ code上实现。本工作展示了如何在表面代码上直接培育T态。除了相对于color或 ${RP}^2$ 培育的简单性之外，表面代码培育还有若干优势，包括：（1）更直接地与中性原子架构兼容；（2）培育的表面代码态可用于与其他表面代码进行 transversal CNOT门；（3）表面代码培育可在任意距离下实现，而color和 ${RP}^2$ 培育则需要奇数距离。在标准去极化误差模型下，我们的 ${d=3,\ (4),\ (5)}$ 培育电路达到错误率 ${1\cdot10^{-6},\ (1\cdot10^{-8}),\ (2\cdot10^{-9})}$ 和接受率 ${34\%,\ (6\%),\ (1\%)}$ ，达到或超过color和 ${RP}^2$ 培育的保真度。

关键词

T态表面代码容错量子计算培育两qubit门

引用

@article{arxiv.2509.05232,
  title  = {Cultivating T states on the surface code with only two-qubit gates},
  author = {Jahan Claes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05232},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 7 figures. See also work by Puri and AWS groups, released in the same posting

仅使用两 qubit门在表面代码上培育T态

摘要

关键词

引用

备注

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