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基于马约拉纳量子比特的平面Floquet码性能

量子物理 2023-02-15 v2

摘要

量子纠错对于任何量子计算平台实现真正可扩展的量子计算都至关重要。表面码及其变体因其高阈值、低开销以及相对简单的结构而被视为最有前景的量子纠错方案,这种结构可自然地在许多现有量子比特架构中实现,例如超导量子比特。近期Floquet码的发展提供了另一种有前景的途径。通过超越通常的 stabilizer 码范式,Floquet码完全由两量子比特测量构造,却实现了相似的性能。这使得它们特别适用于可直接实现两量子比特测量的平台,例如基于马约拉纳零模(MZMs)的仅测量拓扑量子比特。在此,我们解释了如何在基于MZM的架构上实现两种Floquet码变体,无需任何辅助量子比特进行综合征测量,且综合征提取序列较浅。随后我们通过数值模拟展示了它们良好的性能。特别地,我们表明它们将基于MZM系统中可扩展量子计算的阈值提高了一个数量级,并显著降低了阈值以下的空间与时间开销。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.11829,
  title  = {Performance of planar Floquet codes with Majorana-based qubits},
  author = {Adam Paetznick and Christina Knapp and Nicolas Delfosse and Bela Bauer and Jeongwan Haah and Matthew B. Hastings and Marcus P. da Silva},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.11829},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 10 figures. (v2): Corrected some inconsistencies, and a fixed bug affecting 4.8.8 simulations. Changed the article format