面向异构全息码的通用容错逻辑
量子物理
2025-04-15 v1 高能物理 - 理论
摘要
全息 bulk-boundary 双性的研究推动了新型量子纠错码的构建。尽管这些码为这些双性的概念方面提供了新视角，但它们被广泛认为缺乏实际量子纠错的关键特性：支持通用容错量子逻辑的能力。本文引入了实现这一特征的新型全息码类。这些异构全息码通过在交替双曲面铺片上将两个种子码组合而构建。我们展示了这种构建如何概括化前述树状串联码的容错策略，使其能够在全息边界上实现非 Clifford 门的容错。我们还演示了这些码在合适的异构种子码组合下能够实现高 erasure 阈值。与以往串联码相比，异构全息码在物理量子比特开销方面实现显著节省，例如 21.8% 的 Steane/量子 Reed-Muller 组合的减少。与标准串联码不同，我们证明这些新码可以通过应用带可调比率和距离的“黑洞”变形来编码超过单个逻辑量子比特，同时具备可寻址的、通用的容错门集。因此，本工作强化了全息量子码在实际量子计算中实用性的论证。
引用
@article{arxiv.2504.10386,
title = {Universal fault-tolerant logic with heterogeneous holographic codes},
author = {Matthew Steinberg and Junyu Fan and Jens Eisert and Sebastian Feld and Alexander Jahn and Chunjun Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.10386},
year = {2025}
}