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通过可调预处理优化的 GKP 误差纠正

量子物理 2026-04-10 v1

摘要

Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 码是实现容错量子计算的有前景的玻色子编码。尽管存在的 GKP 码误差纠正协议中,Steane 型方案是一种标准且广泛采用的范式,但其固有的噪声传播模式限制了进一步的性能提升。在本工作中,我们提出一种基于预处理的 Steane 型方案 (P-Steane),该方案引入可调的预处理阶段,包含挤幅参数 aabb,以主动重塑噪声传播,从而构成一个参数框架。该框架跨越了现有方法之外的协议谱,复现了两种特殊情形:ME-Steane 方案(a=1a=1, b=1b=1)和基于信使的方案(a=1/2a=1/\sqrt{2}, b=2b=\sqrt{2})。关键的是,在小噪声 regime 下且数据量子比特的噪声比 Ancilla 量子比特噪声更大时,P-Steane 方案在 2a=b2a = b 时实现位置和动量正交量输出噪声方差乘积的最小值,在此条件下,P-Steane 方案在特定的挤幅参数范围内持续优于 ME-Steane 方案。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.08247,
  title  = {Optimized Gottesman-Kitaev-Preskill Error Correction via Tunable Preprocessing},
  author = {Xiang-Jiang Chen and Hao-Miao Jiang and Liu-Jun Wang and Qing Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.08247},
  year   = {2026}
}