No-Go Theorem on Fault Tolerant Gadgets for Multiple Logical Qubits
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);QUICS(量子信息科学中心)
本研究证明了多逻辑量子比特容错装置无法实现完整克莱因群,限制了容错克莱因装置设计,并表明多逻辑量子比特稳定码不存在。
2026-07-14 quant-ph
Automated logical Clifford gadgets for heterogeneous architectures via chain maps
Quantinuum
提出基于链映射的自动框架,为任意CSS码对合成逻辑CNOT电路,通过搜索仿射空间找到浅层稀疏物理电路,并推广至逻辑CZ门。
2026-07-03 quant-ph
Partitioning qubits in hypergraph product codes to implement logical gates
研究超图积码中的横向门,通过构建辛正则基证明横向门可实现Hadamard和控制-Z门,结合纠错可实现任意逻辑比特间的纠缠门,为LDPC码上的通用容错量子计算奠定基础。
2023-10-17 quant-ph
Addressable gate-based logical computation with quantum LDPC codes
University of Strasbourg(斯特拉斯堡大学);CNRS, CESQ(法国国家科学研究中心,量子电子学与光谱学中心)
本文提出一种基于门的可寻址协议,利用辅助Bacon-Shor码和量子隐形传态在量子LDPC码上实现单量子比特及多量子比特Clifford操作,并可结合魔态培养实现通用容错量子计算。
2025-11-08 quant-ph
Efficient encoding of the 2D toric code logical state using local Clifford gates
提出一种仅用局域 $CX$ 和 $H$ 门、深度 $2L+1$ 的电路高效编码二维环面码逻辑态的算法。
2025-10-16 quant-ph
Interpolation Methods for Binary and Multivalued Logical Quantum Gate Synthesis
提出了一种基于希尔伯特空间中算子插值的量子门综合方法。从具有非退化本征值谱的特定生成种子算子的对角形式出发,对于arity-one,得到对应于所有单元逻辑联结词的完整逻辑算子族。放大到n元门是通过使用克罗内克积和酉变换。本文提出了布尔函数的傅里叶变换的量子形式,导出了量子逻辑门的Reed-Muller分解。通过考虑控制逻辑算子与二元命题逻辑算子之间的逻辑对应关系,可以很容易地得到公共控制门。提出了Toffoli门的一种新的多项式和指数公式。该方法与利用多线性算子多项式的幂的量子门-T优化方法有相似之处。该方法自然地应用于大于2的字母表的多值逻辑门用于量子傅里叶变换,最小-最大决策电路和多值加法器。
2018-02-13 quant-ph
Logical network implementation for cluster states and graph codes
在以前的论文中,提出了一种基于图的量子纠错码的直接构造方法。这些图形代码是直接相关的集群状态已介绍了Briegel和Raussendorf。我们表明,集群状态的准备,以及图形代码的编码操作,可以实现一个逻辑网络。关于量子比特的情况,每个顶点对应于Hadamard门,每个边缘对应于受控的非门。
2002-02-01 quant-ph
Spacetime Layout and Logical Compilation of Color Code
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale and School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学物理科学学院和微观尺度物理国家研究中心);Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学合肥国家实验室);Shanghai Research Center for Quantum Science and CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学上海量子科学研究中心和中科院量子信息与量子物理学前沿卓越中心)
该研究构建了颜色码的逻辑编译框架,利用其拓扑结构与 ZX 图的对应关系开发自动化编译策略,实现了逻辑计算到颜色码时空布局的转换,推进了颜色码架构向全栈量子计算发展。
2026-07-31 quant-ph
Checking the error correction strength of arbitrary surface code logical gates
拓扑量子纠错逻辑门是复杂的。错误链可以在空间和时间中形成,也可以在时空中对角形成。确定给定的逻辑门是否没有导致故障的低权重错误组合是非常重要的。我们报告了一个新的工具Nestcheck能够分析任意的拓扑计算,并确定所需的最小数量的错误,导致失败。
2012-10-16 quant-ph
Logical Performance of 9 Qubit Compass Codes in Ion Traps with Crosstalk Errors
我们模拟四个量子纠错码的错误模型的启发下,现实的噪声源在近期离子阱量子计算机:$T_2$退相,门过旋转,和串扰。我们使用这些数据来寻找首选代码给定的错误参数以及逻辑错误的偏见和伪阈值比较的物理和逻辑门故障率为CNOT门。使用这些结果,我们得出结论,培根肖尔-13是最有前途的近期候选人,只要串扰的影响可以通过其他手段减轻。
2020-03-15 quant-ph
Homological Quantum Rotor Codes: Logical Qubits from Torsion
该研究正式定义同调量子转子码,可在同一码块编码逻辑转子与逻辑量子多态,讨论其距离缩放特性并给出基于流形的构造,还指出超导器件可作为硬件平台,0-π量子比特等是其小型示例。
2024-11-27 quant-ph
Fast logical operations in quantum LDPC codes using simple resource states
IonQ Inc.(IonQ公司)
研究如何在量子LDPC码中快速进行逻辑运算,提出仅用猫态的方法,设计联合测量协议及调度器码,经数值模拟,该方法在测量可交换逻辑算子、随机克利福德电路及非克利福德门时均有显著加速。
2026-07-31 quant-ph
Color code with a logical control-$S$ gate using transversal $T$ rotations
IBM Quantum, T. J. Watson Research Center(IBM量子,T.J.沃森研究中心);IBM Denmark(IBM丹麦)
本文提出一种颜色码,利用横向T和T†旋转实现逻辑控制-S门,展示了非克莱因门的实现方法。
2025-07-25 quant-ph
Logical computation with canonical lifted product codes
The University of Chicago(芝加哥大学);Caltech(加州理工学院);Oratomic(奥拉原子)
本文针对规范提升乘积码协同设计逻辑指令集,实现了模块化低开销的容错量子逻辑操作,推进了超高码率量子架构的容错计算研究。
2026-10-06 quant-ph
Dynamical Logical Qubits in the Bacon-Shor Code
本研究将Bacon-Shor码视为Floquet码,通过周期4测量调度引入多个动力学逻辑量子比特,使码距离按Θ(d/√k)缩放,饱和子系统界限kd=O(n),并实现若干错误的自校正,扩展了Floquet码的构造方法。
2025-08-07 quant-ph
Density-Matrix Simulation of Logical Qubit using 3-qubit Quantum Error Correction Code
容错量子计算需要大量长寿命的量子比特来进行精确的量子门操作。然而,外部噪声限制了物理量子比特的计算时间。量子纠错码可以扩展这样的限制,但是不完美的门操作也将错误引入到纠错过程中。由于量子位的物理布局而需要的额外的门操作加剧了这种情况。在这里,我们使用密度矩阵模拟来调查的性能变化的逻辑量子比特根据量子纠错码和量子比特的布局和预期性能的逻辑量子比特与门操作时间和门错误率。考虑到当前的量子比特技术,选择了小的量子纠错码。假设0.1%的门错误概率,由5量子位量子纠错码编码的逻辑量子比特预期具有比其物理对应物高0.25的保真度。
2018-10-02 quant-ph
Transversal Logical Clifford gates on rotated surface codes with reconfigurable neutral atom arrays
提出利用可重构中性原子阵列在旋转表面码上横向实现逻辑 H、S 门的方案,并结合 CNOT 完善 Clifford 门集,S 门性能在电路噪声下与量子存储器相当。
2024-12-02 quant-ph
No-go theorems for logical gates on product quantum codes
本研究基于Bravyi--König定理的推广,证明超图乘积码上非Clifford逻辑门无法横向实现,且维度限制Clifford层级门的可达性,揭示了qLDPC码容错计算的代数结构限制。
2025-10-16 quant-ph
Low-overhead pieceable fault-tolerant construction of logical controlled-phase circuit for degenerate quantum code
本文提出一种搜索算法,为退化量子码构造非横向但容错的逻辑受控相位门,并在bare [[7,1,3]]码上找到了低辅助量子比特开销的3-pieceable容错逻辑CZ电路,通过数值模拟验证了其逻辑错误率表现。
2023-11-29 quant-ph
Constructing an approximate logical Markovian model of consecutive QEC cycles of a stabilizer code
本文证明了在Pauli随机噪声且单循环不保真度不超过1/64的条件下,稳定子码连续QEC循环可用仅作用于逻辑子系统的近似无记忆马尔可夫模型描述,为逻辑性能表征和稳定子码实现设计提供了理论工具。
2025-09-21 quant-ph
Planar fault-tolerant logical measurements with low qubit overhead
Graduate School of China Academy of Engineering Physics(中国工程物理研究院研究生院)
研究在平面硬件约束下,利用代码工艺框架设计平面BB码容错逻辑操作,通过局部修改变形代码,经数值优化建立容错,实现多种逻辑操作,结合qLDPC码效率与局部性,为容错量子计算提供实用高效途径。
2026-07-10 quant-ph
Parallel decoding of multiple logical qubits in tensor-network codes
我们考虑张量网络稳定器码,并表明其张量网络解码器具有独立的逻辑量子比特可以并行解码的属性。只要错误率低于阈值,我们表明,这种并行解码器本质上是最佳的。作为一个应用程序,我们验证了最大速率全息Steane(七边形)代码。对于全息码,这种张量网络解码器被证明是有效的,复杂度多项式为n,物理量子比特的数量。在这里,我们表明,通过使用并行解码方案,复杂度也是线性的k,逻辑量子比特的数量。由于张量网络收缩在计算上是高效的,这使我们能够精确地收缩与多达50万量子比特的代码相对应的张量网络。最后,我们计算了最大速率全息Steane码在去极化噪声下的体阈值(距离码中心固定距离的逻辑量子比特的阈值)为9.4%。
2020-12-14 quant-ph
Logical operations with a dynamical qubit in Floquet-Bacon-Shor code
Southern University of Science and Technology(南方科技大学);International Quantum Academy, Shenzhen(深圳国际量子研究院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology(南方科技大学广东省量子科学与工程重点实验室);Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences(中国科学院计算技术研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Peking University(北京大学);Ningxia University(宁夏大学);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
该研究在超导量子处理器上实现了Floquet-Bacon-Shor码,展示了动态逻辑量子比特的逻辑运算和高保真度的纠缠态生成。
2025-11-25 quant-ph
Time-Efficient Logical Operations on Quantum Low-Density Parity Check Codes
本文提出适用于任意qLDPC码的逻辑泡利算子同时测量方案,使测量时间与算子数量无关,从而实现完全并行化量子计算并缩短计算时间。
2025-03-12 quant-ph
Multiboson Logical Operators, Laughlin States, and Virasoro Algebra
本文的主要思想是讨论不同量子物理系统之间的结构和深层关联,并探讨这种关联如何影响系统编码和操纵信息的能力。特别是,多玻色子(可能是分数玻色子)运营商构建的逻辑运营商的作用进行了分析,一方面,它与代数的代数的圆,另一方面与物理性质的分数量子霍尔效应(描述的劳克林状态)和它的许多电子表示的陈-西蒙斯拓扑量子场论。
2008-06-23 quant-ph
Demonstrating a universal logical gate set in error-detecting surface codes on a superconducting quantum processor
本研究针对超导系统中表面码逻辑量子比特两量子比特门缺失的问题,用处理器\textit{Wukong}在距离-2表面码上实现通用逻辑门集合,含横向CNOT与任意单量子比特旋转门,还容错制备逻辑贝尔态,证实纠缠,推动超导容错量子计算发展。
2024-11-27 quant-ph
Continuous-angle logical rotations in the Steane code
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland(量子信息与计算机科学联合中心,美国国家标准与技术研究院/马里兰大学);IonQ, Inc.(IonQ公司);Department of Physics, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校物理系);Duke Quantum Center, Department of Electrical & Computer Engineering and Department of Physics, Duke University(杜克大学量子中心、电气与计算机工程系及物理系);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院)
本研究在IonQ Forte阱离子处理器上,于[[7,1,3]]斯堤恩码中实验演示了连续角逻辑Z旋转,解析推导了退相位噪声的影响,观测到相干逻辑旋转,实现两轮物理旋转抵消总逻辑角,完成连续可调非克利福德逻辑门的原理性演示。
2026-08-24 quant-ph
Fault-Tolerant Logical Gate Networks for CSS Codes
讨论了由CSS码编码的量子比特的容错逻辑操作,重点是应用于高速率码的方法,每个块编码k个量子比特,其中k>1。结果表明,在稳定子产生器分成X和Z两部分的任何状态下,通过一次恢复操作就可以制备出给定块内的逻辑量子比特.讨论了移动逻辑量子比特以及实现受控非门和Toffoli门的优化方法。发现当k>1和k=1时,完成容错量子计算所需的时间步数是相同的。
2005-09-12 quant-ph
Fault-tolerance of ancilla preparation for logical Toffoli gate of a family of Calderbank-Shor-Steane codes
利用量子纠错码进行容错量子计算需要构造容错的非横截门。Shor提出了一种非横向门的容错结构,即,一类Calderbank-Shor-Steane码的Toffoli门具有偶权稳定器生成器和奇权逻辑算子。事实上,如本文所示,错误传播的辅助准备肖尔的建设导致逻辑错误。这项工作提供了一个解决这个问题,通过插入位翻转纠错。最后,使用级联Steane码的修改后的结构的错误率进行评估,并获得相同的精度阈值作为横向门的情况下,辅助系统可以准备的时间。
2013-03-15 quant-ph
Constant-rate quantum codes with low-weight stabilizers and full logical Clifford actions via transversal and fold-transversal gates
OptQC Corp.(OptQC公司);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心);Department of Applied Physics, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo(东京大学工学研究科应用物理系)
本文构造了一族恒定速率、稳定子权重亚对数增长的量子码,仅用横向和折叠横向门即可实现完整逻辑Clifford群,为低空间开销容错量子计算提供路径。
2026-09-30 quant-ph
Logical Spectroscopy: Lifted-Product Codes with Addressable Bases
University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院)
研究量子LDPC存储器中提升积码问题,用逻辑光谱方法,通过有限域计算构建可寻址共轭逻辑基,还给出设计诊断及工作坐标,让提升积码有类似超图积码特征且保留布局自由。
2026-07-10 quant-ph
Full Extractors for Logical Processing in Hypergraph Product Codes
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
针对超图乘积码,通过组装多个可验证容错的局部提取器构建完全提取器,实现基于泡利计算的逻辑处理,且提取器尺寸为基码的50%-80%,在固定连接硬件上最大量子比特度为10。
2026-09-01 quant-ph
Logical Entangling with Phantom Codes in Hypergraph Products
QudeLeap Research(库跃研究);The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)(香港科技大学(广州))
研究逻辑纠缠门在容错量子计算中的开销问题,通过幻码机制降低成本。在二元CSS超图积码中给出答案,评估相关家族在电路级噪声下的表现,结果明确了其对码设计的约束及优势,为低开销容错提供指导。
2026-07-15 quant-ph
Compare the Pair: Rotated vs. Unrotated Surface Codes at Equal Logical Error Rates
本文在相同逻辑错误率下对比了旋转与非旋转表面码,发现在电路级噪声下旋转码仅需约75%的量子比特即可达到同等逻辑错误率,为其未来应用提供了数值依据。
2024-10-11 quant-ph
Demonstration of High-Fidelity Entangled Logical Qubits using Transmons
University of Southern California(南加州大学);Quantum Elements, Inc.(量子元素公司);IBM Quantum(IBM量子);RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心)
本文提出利用逻辑动态去耦技术,通过IBM跨导量子比特实现高保真度的逻辑纠缠量子比特演示,展示了QEC与DD结合的混合策略在抑制逻辑错误方面的优越性能。
2025-07-08 quant-ph
Composable logical gate error in approximate quantum error correction: reexamining gate implementations in Gottesman-Kitaev-Preskill codes
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology(慕尼黑量子科学与技术中心)
本文研究了近似GKP码中逻辑门误差的可组合性,发现Pauli门精度随压缩量增加而提高,而某些Clifford门在近似情况下存在恒定误差。
2026-10-05 quant-ph
Modular fault-tolerant quantum computing on a non-CSS code
Universität Innsbruck(因斯布鲁克大学);Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心);RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Universidad Autonoma de Madrid(马德里自治大学);Alpine Quantum Technologies GmbH(阿尔卑斯量子技术公司)
本研究首次在离子阱量子计算机上,使用最小的非CSS码$[[5,1,3]]$码,实现了模块化容错通用量子计算所需的全部逻辑操作,并表征了旁观者错误及优化了逻辑层析成像。
2026-09-22 quant-ph
Genuine Multipartite Entanglement between Logical Qubits via Cross-Code Lattice Surgery
Universität Innsbruck(因斯布鲁克大学);Technische Universität Wien(维也纳工业大学);Institute for Theoretical Physics, University of Innsbruck(因斯布鲁克大学理论物理研究所);neQxt GmbH(neQxt有限公司);Alpine Quantum Technologies GmbH(阿尔卑斯量子技术有限公司)
研究利用交叉码晶格手术在俘获离子量子处理器中实验生成并验证逻辑真正多方纠缠,介绍了通过不同码实现的通用逻辑门集,展示了多方纠缠态及单逻辑量子比特任意旋转,为容错量子计算架构提供核心构建块。
2026-07-07 quant-ph
Homomorphic Logical Measurements
Shor和Steane-ancilla是两种著名的容错逻辑测量方法,它们在小码及其级联上取得了成功。然而,在大型量子低密度奇偶校验(LDPC)码上,Shor和Steane测量分别具有不切实际的时间和空间开销。在这项工作中,我们扩大了选择的辅助码统一肖尔和Steane测量到一个单一的框架,称为同态测量。对于任何Calderbank-Shor-Steane(CSS)代码与适当的辅助代码,可以避免重复的测量或复杂的辅助状态准备程序,如蒸馏,克服了Shor和Steane方法的困难。作为一个例子,我们利用覆盖空间的理论来构造任意$X$ -或$Z$ -类型的逻辑Pauli算子一般表面码上的同态测量协议,包括环面码和双曲表面码。传统的表面码解码器,如最小权完美匹配,可以直接应用到我们的建设。
2022-11-08 quant-ph
Clifford gates with logical transversality for self-dual CSS codes
The University of Tokyo(东京大学);The University of Osaka(大阪大学);RIKEN Center for Quantum Computing(理化学研究所量子计算中心)
本文针对自对偶CSS码,证明了存在辛基使横向Hadamard和相位门可实现的充要条件,并推广到级联码,为低开销容错量子计算提供多种横向Clifford门实现。
2026-10-06 quant-ph
On the logical error rate of sparse quantum codes
量子范式呈现出一种被称为简并的现象,这种现象应该会提高量子纠错码的性能。然而,在评估稀疏量子码的性能时,这种机制的影响有时会被忽略,并且逻辑错误率并不总是正确的报告。在本文中,我们讨论了以前存在的方法来计算逻辑错误率,我们提出了一个有效的基于陪集的方法,经典的编码策略的启发,估计退化错误。此外,我们表明,所提出的方法提出了一个计算的Calderbank-Shor-Steane码的家庭的优势。我们使用这种方法来证明,退化错误是频繁在一个特定的家庭的稀疏量子码,这强调了准确报告其性能的重要性。我们的研究结果还表明,在文献中提出的修改的解码策略是一个重要的工具,以提高稀疏量子码的性能。
2022-05-13 quant-ph
A modular quantum computer based on Cornucopia codes
Shanghai Qi Zhi Institute(上海人工智能实验室);Center for Quantum Information, IIIS, Tsinghua University(清华大学交叉信息研究院量子信息中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本文提出基于Cornucopia码的模块化量子计算机架构,通过可重复使用的组件实现通用逻辑操作,在低开销下保留超高码率量子存储器的资源优势,为低开销容错量子计算机提供了新路径。
2026-10-16 quant-ph
2-D color code quantum computation
我们详细描述了如何执行通用的容错量子计算的2-D色码,仅利用最近邻相互作用。代码中的三个缺陷(洞)被用来表示逻辑量子比特。三重缺陷逻辑量子比特被变形为色码的隔离三角形部分,以使得能够横向实现所有单个逻辑量子比特Clifford群门。CNOT通过编织在三重缺陷逻辑量子比特对之间实现。
2011-01-10 quant-ph
Experimental implementation of encoded logical qubit operations in a perfect quantum error correcting code
大规模通用量子计算需要实现量子纠错(QEC)。虽然QEC的实现已经被证明用于量子存储器,但可靠的量子计算还需要将非平凡的逻辑门操作应用于编码的量子位。在这里,我们通过除了恒等操作之外还实现对在五量子比特系统中编码的逻辑量子比特的NOT和Hadamard门来呈现这样的操作的示例,该五量子比特系统允许校正任意单个量子比特错误。我们执行编码门操作的量子过程层析成像,展示了所有可能的单量子位错误的成功校正,并测量编码逻辑门操作的保真度。
2012-08-23 quant-ph
Hardware-tailored logical Clifford circuits for stabilizer codes
本文提出一个数学框架,将稳定子码上实现任意逻辑Clifford幺正操作的任务转化为离散优化问题,整合硬件连接约束并优化Clifford规范,从而为$[[8,3,2]]$码找到容错逻辑Hadamard电路,并实现整体编译以节省资源。
2025-05-26 quant-ph
Optimizing Stabilizer Parities for Improved Logical Qubit Memories
我们研究了Shor代码的变体,这些变体擅长处理单轴相关空闲错误,这在许多量子系统中是常见的。通过使用Shor码基态的重复码结构,我们计算了当受到相干和相关的单量子比特空闲错误时应用于编码信息的逻辑信道,然后进行稳定器测量。改变稳定器发生器的符号可以让我们改变相干误差的干扰方式,从而产生一种量子纠错码,它的性能与经典的等距离重复码一样好。我们证明了4倍的改进的逻辑存储器中的距离为3的逻辑量子比特上实现的捕获离子量子计算机。我们的Shor码变体的均匀距离版本是无消相干子空间,并且对相同和独立的相干空闲噪声完全鲁棒。
2021-05-11 quant-ph
Color codes with domino twists: Construction, logical measurements, and computation
本文研究颜色码中的多米诺扭结,给出其在量子比特颜色码中的系统构造、逻辑量子比特测量协议,并证明通过编织扭结可实现全部 Clifford 门。
2024-11-08 quant-ph
Efficiently computing logical noise in quantum error correcting codes
已经开发了量子纠错协议来抵消量子系统中固有的对噪声的高敏感性。然而,关于量子纠错码在一般噪声(包括噪声测量)下的行为,还有很多未知数。这种知识的缺乏在很大程度上是由于模拟量子系统的计算成本大到足以执行非平凡编码。在本文中,我们开发的一般方法,将噪声测量操作到模拟的量子纠错码,并显示读出量子位的测量误差表现为重整化的有效逻辑噪声。我们还得到了一般的方法,用于减少计算精确的有效逻辑噪声的计算复杂性的许多数量级。通过确定不同恢复操作何时产生等效逻辑噪声来实现这种降低。这些方法也可以用于更好地近似级联码的软解码方案,或者减少查找表的大小以加速量子纠错码实现中的纠错步骤。我们给出了三量子比特,五量子比特,Steane,级联和复曲面码的这种减少的例子。
2021-05-19 quant-ph
Benchmarking logical three-qubit quantum Fourier transform encoded in the Steane code on a trapped-ion quantum computer
本研究采用Steane码实现逻辑编码三比特量子傅里叶变换线路,在囚禁离子量子计算机上完成组件及整体线路的基准测试,验证了逻辑量子线路性能与组件预测的一致性。
2024-04-12 quant-ph
Fault-Tolerant Logical Clifford Gates from Code Automorphisms
本文提出利用稳定子码的自同构群构造容错逻辑 Clifford 门,通过将码映射为二元线性码并用 MAGMA 计算自同构,给出严格算法、Python 实现及多种码上的门构造示例。
2025-05-09 quant-ph
The disjointness of stabilizer codes and limitations on fault-tolerant logical gates
稳定子码是一类简单而成功的量子纠错码。然而,尽管这些代码的容错计算能力有一些严格的限制,但还是取得了这一成功。在这里,我们介绍了一个新的度量这些代码,不相交性,这,粗略地说,是任何给定的非平凡的逻辑泡利算子的大多数非重叠的代表。利用不相交性证明了检错稳定码的横截门必然在Clifford层次的有限层上。我们还将我们的技术拓扑代码的家庭,找到类似的边界上的层次结构的水平可达到的恒定深度的电路,无论其几何位置。例如,我们可以证明对称的2D表面码对于非Clifford门不能具有非局部恒定深度电路。
2017-10-19 quant-ph
A Quantum Computational Semantics for Epistemic Logical Operators. Part I: Epistemic Structures
认知逻辑的一些关键的开放问题可以在量子计算方法的框架下进行研究。其基本思想是将句子--比如爱丽丝知道鲍勃不理解π是无理数--解释为量子信息(通常由方便的希尔伯特空间的密度算符表示)。逻辑认知算子(理解,知道……)被处理为(通常不可逆的)量子操作,在某种意义上,类似于测量程序。这种方法使我们能够模拟一些特征的认知过程,涉及人类和人工智能。例如,\memorizing的操作和"检索信息”可以在这个框架中通过使用量子隐形传态现象来形式化地表示。
2016-02-14 quant-ph
Experimental Demonstration of High-Fidelity Logical Magic States from Code Switching
该研究在离子阱量子处理器上首次实验演示了色码间的码切换,制备出高保真逻辑魔态,其不保真度低于物理操作,为通用容错量子计算提供了关键原语。
2025-10-15 quant-ph
Simple logical quantum computation with concatenated symplectic double codes
Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland(量子信息与计算机科学联合中心,美国国家标准与技术研究院/马里兰大学);Quantinuum
该研究基于辛双构造提出级联辛双码,仅用物理单量子比特门和量子比特重标记即可实现丰富逻辑门,结合注入折叠横门完成完整Clifford群,模拟显示其在近先进物理错误率下性能良好,是中大规模量子计算机底层计算码的有力候选。
2026-08-14 quant-ph