高效制备失去相干子空间基态
量子物理
2025-09-16 v1
摘要
失去相干子空间 (DFS) 为量子计算中的被动误差缓解提供了关键机制，通过在哈姆尔斯空间中编码信息于受对称保护的子空间内，从而免受集体相干干扰。构建 DFS 的正交基态集合对于实现基于 DFS 编码的容错量子计算至为重要。然而，现有制备这些基态的方法往往不可扩展、平台特定，或产生混合态。本文提出一种确定性方法，用于制备任意大小由量子比特组成的系统的纯净、正交且完备的 DFS 基态。该方法采用投测量和包含单量子比特、双量子比特以及 Toffoli 门的量子电路。我们既从数学上又从数值上对资源消耗进行严格分析。同时，我们通过讨论如何在超导芯片上实现本方法，展示了其在 NISQ 设备上的可实现性。该方法为跨越多样化量子计算平台和系统规模的 DFS 基态制备提供了通用解决方案，能够在 NISQ 时代实现。
引用
@article{arxiv.2509.11544,
title = {Efficient Preparation of Decoherence Free Subspace Basis States},
author = {Zi-Ming Li and Yu-xi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.11544},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 11 figures