基于多体系统低温态测量的量子计算

我们考虑基于测量的量子计算，使用一个与热库处于热平衡状态并在其自身哈密顿量下自由演化的自旋晶格系统的态。任何单量子比特测量都会使系统偏离平衡态，并且以有限速率进行自适应测量时，由此产生的动力学降低了计算的保真度。我们证明，可以通过对编码量子态的一个单一量子操作来描述保真度的损失，该操作与测量历史无关。为了实现这种简单的描述，我们选择了一种特定的自旋-玻色子耦合形式来描述与环境的相互作用，并以由系统能隙决定的自然速率周期性地进行测量。我们发现存在一个最优冷却，这是在保持系统足够冷以使资源态接近基态，与保持系统足够孤立以使冷却不强烈干扰计算动力学之间的一种权衡。对于足够低的温度，我们获得了与环境耦合的容错阈值。