面向量子计算的纠缠纯化

我们证明，若允许使用维数满足 $8 \leq d \leq 32$ 的d维系统，则容错量子计算的阈值完全由单系统操作的质量决定。每个系统用于存储一个逻辑量子比特，额外的辅助维度用于在系统间产生并纯化纠缠。物理上可能概率性的双系统操作，其错误率最高可达2/3，仍可用于在逻辑量子比特上实现确定性的高质量双量子比特门。可达到的错误率与单系统操作的错误率同数量级。我们针对若干物理装置考察了本方案的可能实现方式。