基于循环对称性的量子BCH码高效容错 Ancilla 准备
量子物理
2026-05-20 v1
摘要
实现容错量子计算机(FTQCs)的主要挑战之一是需要大量物理量子比特。为此，高速率量子纠错码——这些码高效地将逻辑量子比特嵌入物理量子比特——最近受到广泛关注。在此类码中，提供高速率和大代码距离的量子BCH码是值得关注但尚未充分探索的候选者。然而，尚未建立针对这一类的容错Ancilla准备方法。我们采用两种阶段的方法(非容错准备+纠缠提炼)来进行Ancilla准备。随后，我们提出了一种用于设计低开销提炼方法的框架，战略性地利用量子BCH码的循环对称性，以确定哪些非容错电路能够成功产生容错状态。数值仿真在多个高性能量子BCH码(最高达127个量子比特)上表明，我们的方法在空间开销和逻辑误差率方面均低于传统提炼电路。此外，我们在电路级噪声模型下评估了逻辑误差率，并在真实环境中获得了性能基准。这种高效的状态准备技术预计将为早期实现实用FTQCs做出贡献，特别是针对高度连通的量子平台，如中性原子系统。
引用
@article{arxiv.2605.19471,
title = {Efficient Fault-Tolerant Ancilla Preparation for Quantum BCH codes via Cyclic Symmetry},
author = {Kohei Yamamoto and Keisuke Fujii},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.19471},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 15 figures