量子比特准备与测量纯化的协议

影响量子比特准备和测量的噪声在量子信息处理中占据相当大的错误比例。这在诸如变分量子算法、量子纠错和通过中继器进行纠缠分发等任务中尤为关键。本文提出了一种用于纯化噪式 SPAM（准备和测量）的协议，能够将这些错误压制到任意低水平。例如，在一种现实情景下，当量子比特在准备和测量中均包含约为 $0.05$ 的错误率时，该协议可将错误率压制至 $10^{-3}$（仅使用一个 ancilla）或 $10^{-6}$（使用四个 ancilla）。我们展示了如何通过重复噪声 SPAM 来提炼无噪声 SPAM。该协议也适用于超导量子比特。我们设想，这些结果可用于在几乎没有 SPAM 错误的情况下实现量子信息计算和通信中的各种任务。