超导量子设备的辐射诱导故障检测

实现通用超导量子计算的目标受噪声和错误的制约。已证明，量子纠错（QEC）代码将为容错量子计算奠定基础。然而，宇宙射线诱导的相关错误——是影响超导量子计算机的最有害事件——尚未被有效应对。为实现容错，还必须发展辐射感知方法来补充 QEC。本文提出了首个有效利用 syndrome 信息在运行时检测超导量子设备中辐射事件的算法。我们对模拟的旋转表面码进行了彻底分析，注入了超过 1100 万个物理建模的辐射引起的故障。我们考虑了 X 和 Z 检查基的特性、代码距离的影响以及解码器求解时间约束。我们的技术能够检测注入的全部故障，无论影响位置如何。此外，我们准确识别了辐射影响中心及其影响区域，解码时间开销低于 $0.3\%$。此外，我们使用故障识别信息提出了一种辐射故障纠正技术，可将输出正确性提高最高可达 $20\%$。