面向表面码快速横截逻辑的可扩展解码协议
量子物理
2025-05-30 v1
摘要
原子、分子和光学 (AMO) 量子计算方法因其增强的连通性、长相干时间和明显的可扩展性而具有前景。然而，与超导器件相比，它们的校验子提取频率显著降低，考虑到实现量子优势所需的庞大逻辑门数量，这可能是一个致命的减速。横截逻辑利用了更高的连通性，有望通过减少所需的校验子提取轮数来显著加快逻辑时钟频率，但目前用于快速横截逻辑的解码器并不具备可扩展性。这不仅是因为现有解码器太慢而无法处理由快速逻辑产生的大量解码体积；横截逻辑还破坏了使格点手术实时解码高效的关键结构特性。我们引入了两种新的、用于表面码横截逻辑的窗口化解码协议，将模块性和局部性恢复至解码问题中。使用我们的协议，我们展示了仅需极小的空间开销，我们的可扩展解码器即可为横截逻辑解锁比格点手术快一个数量级的速度提升。总而言之，我们的结果为 AMO 量子比特上大规模算法的可行性提供了关键证据。
引用
@article{arxiv.2505.23567,
title = {Scalable decoding protocols for fast transversal logic in the surface code},
author = {Mark L. Turner and Earl T. Campbell and Ophelia Crawford and Neil I. Gillespie and Joan Camps},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.23567},
year = {2025}
}