级联三量子比特编码的优势
量子物理
2024-06-05 v9
摘要
本工作中，利用三量子比特编码构建了针对一般独立噪声的高效量子纠错协议。根据编码的纠错能力总结了级联规则。该编码不仅起纠错作用，还起极化有效信道的作用。对于任意独立噪声，均可基于级联规则构建最合适的纠错协议。使用级联三量子比特编码最显著之处在于以非理想门操作实现量子纠错，因为三量子比特编码的纠错方案简单且模块化。例如，对于初始信道保真度 0.9 的振幅阻尼噪声，采用四级级联三量子比特量子纠错时有效信道保真度可达 0.94731（若采用理想量子门操作则为 0.961634）。当准确率为 0.9995 时，该三量子比特编码协议需 81 个量子比特和 366 次量子门操作。与此同时，采用三级级联五量子比特编码时，有效信道保真度仅达 0.922798（理想量子门操作为 0.975488）。当准确率为 0.9995 时，五量子比特编码协议需 125 个量子比特和 1147 次量子门操作。所耗物理资源为实现三量子比特量子纠错的物理资源的倍数，该协议具有更高的容错阈值且复杂度不增加。因此，我们认为其有助于在物理系统中实现量子纠错。
引用
@article{arxiv.2209.15435,
title = {The advantage of the concatenated three-qubit codes},
author = {Long Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.15435},
year = {2024}
}
备注
5 pages, 1 figure, comments are welcome! arXiv admin note: text overlap with arXiv:2110.05130