每节点单核的容错分布式量子计算

分布式量子计算通过光学链路互连小型高质量节点，但这种架构存在显著的不对称性：节点内门和测量廉价且高保真，而节点间通信依赖于低相干通信量子比特和有缺陷的光子学。先前的方法通过在每个节点放置多个高质量数据量子比特并消耗它们进行Bell对和GHZ态蒸馏来克服噪声链路。在此我们表明蒸馏可以完全避免。关键观察是我们能够工程化通信错误偏置，其中光子Bell对遭受频繁的相位错误但只有罕见的比特翻转错误。我们设计综合征提取电路，使这种相位噪声仅表现为测量错误，不传播到数据量子比特，因此通过简单地重复测量即可抑制；让纠错码本身而非专用蒸馏子程序来纯化链路。这极大地减少了对辅助核的需求：Floquet码每节点仅需一个数据量子比特，而一般稳定子码仅需一个额外辅助比特。我们在此机制中展示了高纠错阈值，并确定晶格手术在此设置中固有地鲁棒，使得逻辑操作阈值接近量子存储器的阈值。因此，量子计算机的性能受限于高质量数据量子比特，而对光子不可区分性和通信量子比特相干性的要求大大放宽。