可重构原子阵列低开销横向架构的资源分析

中性原子阵列最近涌现为容错量子计算的有前景平台。基于这些进展，包括动态可重构连通性和快速横向操作，我们提出一种支持大规模容错量子算法布局和资源估计的低开销架构。利用容错横向门操作的最新进展，该架构实现了约代码距离 d 量级的运行速度提升，我们发现这直接转化为大规模量子算法的运行时改进。我们的架构由关键算法子程序的功能模块组成，包括魔术态工厂、量子算术单元和量子查找表。这些模块通过高效横向操作实现，设计出在最小化相互作用距离、减少原子移动时间和最小化相关解码体积方面具有空间-时间效率的版本。我们进一步提出模型以估计其逻辑错误性能。我们对大规模实现 Shor 分解算法进行资源估计——这是大规模量子算法的典型基准，发现以 1 ms QEC 循环时间执行 2048 位 RSA 分解只需 1900 万量子比特即可在 5.6 天内完成。这相当于与现有估计（在类似假设下）相比的近 50 倍加速，空间占用不增加。