Medusa：面向可扩展量子计算的故障检测与消除
量子物理
2025-11-21 v1
摘要
量子电路将会遇到导致计算错误的故障。我们引入 Medusa，这是一种自动化的编译方法，用于降低电路的故障率。Medusa 使用标记位 (flags) 来预测高权重错误的缺失。我们的方法可以对电路在标记位存在下的故障率进行数值上限估计，并微调标记位的容错性以达到该上限。我们假设通过对与标记位相互作用的门应用表面 QEC 可实现标记位的容错性提升。我们采用电路级别的去极化噪声来评估这些标记位在揭示高权重稳定子缺失方面的有效性。Medusa 由于底层电路的故障率降低，使得量子纠错 (QEC) 的成本降低。我们使用代表性 ripple-carry 加法器的结构化量子电路进行基准测试。特别是，我们的标记方案表明，对于加法器类电路，大规模实现的故障率可以降低到与小规模电路的故障率相当。我们的数值结果表明，标记位局部容错性的微小提升可导致整个量子电路总体故障率的降低。
引用
@article{arxiv.2511.16289,
title = {Medusa: Detecting and Removing Failures for Scalable Quantum Computing},
author = {Karoliina Oksanen and Quan Hoang and Alexandru Paler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16289},
year = {2025}
}