通过多对数时间并行最小权重完美匹配解码器实现双多对数时间开销的容错量子计算

降低容错量子计算（FTQC）的空间和时间开销受到越来越多的关注，因为这对于量子计算机的发展至关重要，也在理解实现量子优势的可行性与局限性方面发挥基础性作用。更短的时间开销对于在不损害运行时间优势的前提下展示量子计算加速尤为关键。然而，超越时间开销的常规多对数标度一直是一个重大挑战，因为这需要解决所有潜在的瓶颈，包括实际实现中解码的非零经典运行时间。在本工作中，我们构建了一个协议，在保持常规多对数空间开销的同时实现了双多对数时间开销的 FTQC。我们方法的关键在于开发了一个高度可并行的最小权重完美匹配（MWPM）解码器，该解码器在码尺寸方面实现了多对数并行运行时间，同时对阈值存在性和开销界限提供了理论保证。我们的协议将该解码器与结合单次解码以实现高效综合征提取的拓扑码协议相集成；进一步地，我们将其与拼接 Steane 码拼接，以在避免积压问题的同时保证阈值的存在，从而即使在考虑解码器运行时间的情况下也能实现双多对数时间开销。这些结果表明超越常规多对数时间开销壁垒的可行性，为低开销 FTQC 开辟了新的前沿。