基于四腿猫码的容错融合量子计算

四腿猫码是一种量子纠错码，旨在解决波动模式中单光子损失这一主要误差问题。它是首个突破临界点的编码，从而展示了量子纠错的实际实用性。本文提出了一种针对该码的平面容错体系结构，通过与 XZZX 码串联实现融合式纠错。我们认为这是一种首次实现的二维最近邻容错融合式纠错架构。我们展示了如何使用标准的 circuit-QED 技术，如光束分束耦合、腔体位移、腔体- transmon 色散耦合以及 transmon 驱动，来完成所需的资源态准备和 Bell 测量。我们通过解析和数值方法表明，波动模式中的所有主导硬件误差以及控制辅助元件在硬件层面均可得到一次序修正。因此，外层 XZZX 码只需处理更小的残余误差，这些误差在二次级被抑制，从而有效地翻倍了该架构的容错距离。此外，本架构的性能不受意外的非线性因素（如腔体自-Kerr 效应）的限制，也避免了诸如 $\chi$-匹配或高阶耦合等苛刻的耦合技术。总体而言，本架构大幅降低了使用四腿猫码实现容错所需的硬件复杂度。