用于噪声偏置平台的宇称展开蒸馏架构

我们引入了宇称展开架构，这是一种容错量子计算方案，它依赖于直接制备和隐形传态小角度旋转 $Z^{1/2^{k}}$，而不是用传统的 (Clifford + $T$) 门集来近似它们。该架构通过从 Clifford 层级任意级别高效蒸馏门来实现，我们称之为宇称展开。有了它，一个态 $|Z_k\rangle = Z^{1/2^{k}}|{+}\rangle$ 可以在具有最近邻连接性的平面芯片上，使用 $2^{k+3} + O(2^{k/2})$ 个偏置噪声量子比特进行容错制备。对于需要原生 $Z^{1/2^{k}}$ 门的算法，例如量子傅里叶变换和相位估计，所提出的方案允许减少高达 $k=7$ 的资源开销，即高达 $T^{1/32}$。此外，当用于合成任意小角度旋转时，与仅对 $T$ 门进行展开蒸馏相比，($T$ + $\sqrt{T}$) 的宇称展开蒸馏将最小可实现的逻辑错误率降低了 43%，同时将资源需求减少了 26%。