由时间编码晶格手术优化的新型幻态蒸馏工厂

采用拓扑码实现纠错、容错量子计算机很可能需要晶格手术协议以实现通用门集。晶格手术协议中的类时失败（timelike failures）会在算法执行期间导致逻辑失败。除了用于保护量子比特免受错误的拓扑码的类空距离（spacelike distance）外，还存在类时距离（timelike distance），其由晶格手术协议期间的综合征测量轮数给出。因此，更大的类时距离需求将导致算法运行时间变慢。晶格手术时间编码（TELS）是一种可用于减少晶格手术协议所需综合征测量轮数的技术。其通过测量一组过完备的相互对易多量子比特泡利算符（称为可并行化泡利集）来实现，这些算符构成经典纠错码的码字。该过完备泡利测量集的结果随后可用于检测并可能纠正类时晶格手术失败。本工作中，我们引入一种改进的 TELS 协议，并随后为其增加纠正低权重经典错误的能力，从而在算法运行时间上获得更大加速。我们还探索了适用于广泛可并行化泡利集尺寸的大型经典纠错码族。我们也将 TELS 应用于偏置噪声下的幻态蒸馏协议，其中逻辑量子比特编码于非对称表面码中。利用优化布局，我们展示了相比先前协议，幻态工厂的时空代价有所改善。此类改善通过在 Clifford 框架中执行计算实现。