远距离逻辑Bell对的容错制备——应用于魔方游戏
量子物理
2025-03-19 v1
摘要
传统的量子非局域性度量假设局部计算是完美的。然而，在实际实验中，每个计算原语都是不完美的。容错技术使得可以实现任意精度的量子计算，但不一定保留优化的非局域性度量。我们检视了低噪声对非局域游戏中量子非局域性的影响，其中即使很小的瑕疵也会不成比例地增加纠缠消耗。我们聚焦于容错魔方游戏，优化噪声纠缠消耗与游戏价值之间的权衡。我们引入一种接口电路和逻辑纠缠净化协议(EPP)，以有效地将状态在物理量子位和逻辑量子位之间转换并净化噪声逻辑Bell对，从而减少Bell对的消耗。我们的解析和数值结果，特别是对于 串联Steane 码，展示了指数级的Bell对节省以及更高的噪声阈值。我们建立了局部噪声阈值和初始Bell对不完美阈值的理论下界。我们的框架可适用于各种量子纠错码(QECCs)和实验平台。这项工作不仅推进了容错非局域游戏，还激发了进一步研究接口不同QECCs、构建模块化量子架构和量子互联网的灵感。
引用
@article{arxiv.2503.13673,
title = {Fault-tolerant Preparation of Distant Logical Bell Pair -- with application in the magic square game},
author = {Andy Zeyi Liu and Debbie Leung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.13673},
year = {2025}
}