面向非半简 Ising 任何子的高保真通用量子门编译：基于遗传算法优化的 Solovay-Kitaev 算法
量子物理
2026-01-21 v2
摘要
我们系统性地构建了基于非半简Ising任何子模型的通用量子门集，用于拓扑量子计算。通过采用遗传算法增强的 Solovay-Kitaev 算法（GA-enhanced SKA），实现了对标准单量子门（Hadamard H门和相位T门）的高保真度近似，仅需三级递归即可满足容错量子计算的保真度要求。我们的数值结果表明，在参数范围{\alpha} \in [2.001, 2.022]内，仅需少数编织操作即可以高精度近似局部等价类[CNOT]。具体而言，在{\alpha}=2.012、2.015、2.020和2.022时，成功构建了通用门集{H, T, CNOT}，其两 qubit门的泄漏误差分别低于0.07、0.08、0.09和0.10。该工作为基于非半简Ising任何子实现通用量子计算提供了新途径，通过优化编织序列和遗传算法驱动的编译，克服了传统Ising模型的局限性。
引用
@article{arxiv.2511.13194,
title = {High-Fidelity Universal Quantum Gate Compilation for Non-semisimple Ising Anyons via Genetic Algorithm-Optimized Solovay-Kitaev Decomposition},
author = {Jiangwei Long and Zihui Liu and Yizhi Li and Jianxin Zhong and Lijun Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13194},
year = {2026}
}