基于现实魔法态工厂的量子计算
量子物理
2017-04-04 v2
摘要
容错量子计算的主流方法将硬件的很大一部分专用于计算工厂，以大量产出被称为魔法态的高保真度辅助量子比特。因此，高效且现实的工厂设计至关重要。本文给出了迄今对表面码量子计算机内魔法态工厂最详细的资源评估，并在此过程中引入了多项新技术。我们证明，Bravyi 和 Haah [Phys. Rev. A 86, 052329 (2012)] 的分组码一直被系统性低估；我们通过数值和分析两种方式追踪关联错误，在不诉诸联合界的情况下提供保真度估计。我们还引入了这些协议的子系统码实现，具有恒定时间和低辅助量子比特成本。此外，我们确认魔法态工厂的时空成本按表面码成本的常数因子缩放。我们发现，忽略辅助量子比特，假设门错误率为 10^{-4} 且具备长程相互作用，后经典时代因子分解所需的魔法态工厂可小至630万个数据量子比特。
引用
@article{arxiv.1605.07197,
title = {Quantum computation with realistic magic state factories},
author = {Joe O'Gorman and Earl T. Campbell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.07197},
year = {2017}
}
备注
Error corrected in expression for code gauge generators, presented matrix now full rank. Subsequent constant time implementation altered with marginal resulting change to overhead results. Improved discussion of overhead scaling. Appendices and abstract rewritten for clarity. Added references. Corrected typos. Supplementary materials at https://github.com/JoeOG/magicStateFactory