理解光子量子逻辑门：走向容错之路

容错量子计算要求逻辑门即使在存在错误的情况下也能正确运行，并且当每门错误概率低于阈值时具有可扩展性。迄今为止，尚无方法能够根据对逻辑门的测量来计算该概率。本文介绍了一种技术，能够针对任何架构，对量子逻辑门进行相对于容错阈值的定量基准测试。我们使用光子纠缠门实验演示了该技术。实验误差与其量子逻辑效应之间的关系并非平凡：揭示这种关系需要量子逻辑门的全面理论模型。我们展示了针对任何架构的首个此类模型，并发现多光子发射——一种先前被认为次于模式失配的小效应——是逻辑误差的主要来源。我们表明，减少这一效应将使光子量子计算接近容错的目标。