用于 Gottesman-Kitaev-Preskill 码的能量标度零噪声外推
量子物理
2025-12-04 v1
摘要
Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）码作为一种硬件高效量子纠错方法，其性能受到当前实验平台有限压缩能力的限制。为规避这一硬件需求，我们引入了能量标度零噪声外推（ES-ZNE），一种利用 GKP 码的平均光子数作为可调有效噪声参数的量子误差缓解协议。该协议在一系列可访问的有限能量下测量逻辑可观测量，并使用基于码的渐近误差标度的假设函数将结果外推至理想的无限能量极限。通过在纯损耗信道下模拟 GKP 量子比特，我们证明 ES-ZNE 成功缓解了有限能量误差，在浅噪声区域恢复了理想期望值（数值不确定性范围内）。此外，通过计算去除有限能量编码产生的伪影，我们的方法表征了理想 GKP 码的内在性能，揭示了一个尖锐的误差阈值，超过该阈值后码的纠错能力减弱。这些结果确立了 ES-ZNE 作为一种实用的、基于软件的策略，用于提升近期玻色子量子处理器的性能，以采样开销换取高压缩等苛刻的物理资源。
引用
@article{arxiv.2512.03583,
title = {Energy-Scaled Zero-Noise Extrapolation for Gottesman-Kitaev-Preskill Code},
author = {Gui-Zhong Luo and Matthew Otten},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03583},
year = {2025}
}