不可区分光子高效提炼的通用协议

我们介绍了一套最新的协议，用于提炼不可区分的光子，使其区分性误差率降低n倍，同时仅使用资源按n线性增长。我们的资源要求显著低于前述工作，且硬件需求更少，使大规模提炼首次变得可实验实现。这一高效的区分性误差率减少直接适用于容错线性光量子计算，可能导致光子损耗误差阈值的改进，允许更小的代码距离，从而降低总体资源成本。我们的协议基于有限阿贝尔群的傅里叶变换，其中离散傅里叶变换和Hadamard矩阵是其中的特殊情况。这一更广泛的视角允许我们统一前述关于提炼协议的结果，并引入大量高效方案的家族。我们利用傅里叶变换的丰富数学结构，包括对称性和相关抑制律，来对这些提炼协议的性能进行分析和数值评估。最终，我们解决了一个关于n光子离散傅里叶变换抑制律的开放问题：若且仅当n为素数幂时，抑制律恰好由著名的零传输定律完全描述。