SSIP：基于量子 LDPC 码的自动外科手术

我们提出了 Safe Surgery by Identifying Pushouts (SSIP)，一个开源轻量级 Python 软件包，用于自动化 qubit CSS 码之间的手术。SSIP 具有良好的灵活性：它能够执行两种类型的手术：即在两个 codeblock 之间进行 external surgery，或在同一 codeblock 内部进行 internal surgery。在底层，它依据链复合物范畴中的普遍构造，对 \mathbb{F}_2 上的线性代数进行运算。我们在量子低密度校验码 (qLDPC) 上进行演示，这些码通常不是拓扑码，对于近期容错量子计算具有重要意义。包括 lift-connected surface codes、generalised bicycle codes 和 bivariate bicycle codes 在内的各种 qLDPC 码。我们展示了各种逻辑测量可以通过手术以低成本实现，同时保持高码距。例如，对于 [[144,12,12]] gross 码，仅需 30 个额外量子比特即可执行其 Z 或 X 基中的一半单量子逻辑测量，前提是 QDistRnd 给定的距离上界成立。这相当于 Bravyi 等人最初预测的 1380 个额外量子比特计数的两个数量级。