面向偏置噪声的定制XZZX码
量子物理
2025-09-30 v1
摘要
针对一般误差的量子纠错（QEC）具有挑战性，因其对阈值与资源要求苛刻。有趣的是，当物理噪声存在偏置时，我们可使 QEC 方案适配该噪声以提升性能。本文研究一类具有 XZZX 型稳定子生成元的码，包括从五量子比特码推广出的一组循环码，以及我们称之为广义环面码（GTCs）的一组拓扑码。我们表明这些 XZZX 码在适配偏置噪声时具有极高的量子比特效率。为刻画码性能，我们使用有效距离的概念，它将码距离推广到偏置噪声情形，并作为逻辑失败率的代理指标。我们发现 XZZX 码在此度量下于偏置噪声中可实现有利的资源缩放。我们还表明 XZZX 码具有极高的阈值，可达随机码所能达到的水平，且可使用匹配解码器高效解码。最后，仅添加一个标志量子比特，XZZX 码即可实现容错 QEC，同时保持其大有效距离。综合来看，我们的结果表明定制 XZZX 码提供了一种针对偏置噪声的资源高效容错 QEC 方案。
引用
@article{arxiv.2203.16486,
title = {Tailored XZZX codes for biased noise},
author = {Qian Xu and Nam Mannucci and Alireza Seif and Aleksander Kubica and Steven T. Flammia and Liang Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16486},
year = {2025}
}