Adaptive Loss-tolerant Syndrome Measurements
University of Southern California（南加州大学）
本文研究了在量子比特损失情况下，如何自适应地将可纠正的擦除转换为定位错误，并提出了一种基于混合误差模型的自适应症状测量协议，优化了稳定子测量序列。
2026-03-18 quant-ph
Improved performance of the Bacon-Shor code with Steane's syndrome extraction method
本研究比较了Bacon-Shor码上Steane与Shor综合征提取方法，提出基于后选择和flag量子比特的态制备策略，发现Steane方法伪阈值高约一个数量级且优势随距离增加，表明形式上容错并非必要。
2025-04-23 quant-ph
Syndrome Measurement Strategies for the [[7,1,3]] Code
量子纠错（QEC）需要将量子信息编码到QEC码空间中，测量错误伴随式以正确地定位和识别错误，并且如果必要的话，应用正确的恢复操作。在这里，我们通过模拟50个逻辑门的实现来比较[[7，1，3]] QEC码的三种伴随式测量协议：Shor状态，Steane状态和一个辅助量子位，伴随式测量以不同的间隔散布在门之间。然后，我们比较了不同症状测量类型的准确性。我们的模拟结果表明，最佳的综合症测量策略通常不是在每个门之后应用综合症测量，而是取决于错误环境的细节。我们的模拟还允许量子计算机程序员在特定的错误环境下权衡计算精度与资源消耗（时间和量子位数）。此外，我们表明，从量子容错的角度来看，应用不必要的综合征测量可能有助于实现更好的准确性或降低资源消耗。最后，我们的模拟表明，单量子位非容错综合征测量策略实现了与容错策略相当的保真度。
2015-05-27 quant-ph
Local Automorphism-Aware Syndrome Compilation for General Quantum LDPC Codes
Simula UiB；Department of Informatics, University of Bergen（卑尔根大学信息系）
本文提出局部自同构感知综合征编译（LocalASC），通过边轨道变量约简求解CSS量子LDPC码的深度最优综合征提取调度，并给出双块码与量子Tanner码的构造条件。
2026-10-01 cs.IT math.IT quant-ph
On the Use of Shor States for the [7,1,3] Quantum Error Correcting Code
研究了在非等概率错误环境下，Shor态构造方法对[[7，1，3]] Calderbank-Shor-Steane量子纠错码的逻辑态编码和量子纠错的影响.我们确定的最佳数量的验证步骤中使用的Shor状态的建设和Shor状态是否没有验证可用于实际的量子计算。这些结果进行了比较，相同的过程中的编码和纠错的Shor状态不使用。我们证明了没有一阶误差项的逻辑零态的构造可能不需要量子容错的完全建立。关于纠错，我们表明，对于特定的初始状态，使用单个量子位进行校正子测量的纠错产生与使用Shor状态作为校正子量子位的纠错相似的输出状态精度。此外，我们证明了与Shor状态的错误校正具有固有的敏感性位翻转错误。最后，我们建议，在这种类型的错误校正的情况下，应该总是重复一个综合征测量，直到达到一个全零读数（两次在行）。
2012-11-30 quant-ph
Conditional generation of error syndromes in fault-tolerant error correction
在本文中，我们将展示如何容错纠错计划最近提出的Dienizo和Shor可能会得到改善。我们的方案，不像以前的方案，还可以处理可能发生的单个错误{ \em during}门操作，所述门操作是实现纠错所需的，而不仅仅是在门之间，因此呈现了对实现纠错的改进，并且具有一些更多涉及的量子计算的实际可能性，例如大数的因式分解。
1996-08-17 quant-ph
Ability of stabilizer quantum error correction to protect itself from its own imperfection
稳定子量子纠错理论允许我们在噪声环境中主动稳定量子态并模拟理想的量子操作。关键是要正确诊断噪音从其综合征，并相应地取消它。然而，执行量子纠错的硬件本身在实践中不可避免地是不完善的。在这里，我们表明，稳定子码具有内置的纠错能力，不仅对量子信息，但也对故障症状提取自己。容错量子计算中的Shor伴随式提取得到了自然的改进。这开辟了一条道路，以实现潜在的稳定剂量子纠错隐藏在一个无辜的寻找选择的发电机和稳定剂运营商已被认为是多余的。
2014-12-02 cs.IT math.IT quant-ph
Optimal Bacon-Shor codes
我们研究了Bacon-Shor码的性能，量子子系统码非常适合应用于容错量子存储器，因为错误伴随式可以通过执行两个量子比特的测量来提取。假设独立的噪声，我们找到最佳块大小的比特翻转错误概率p_X和相位错误概率p_Z，并确定逻辑错误的概率如何依赖于p_X和p_Z。我们表明，一个单一的培根肖尔码块，使用本身没有级联，可以提供非常有效的保护，防止逻辑错误，如果噪声是高度偏置（p_Z / p_X >> 1）和物理错误率p_Z是百分之几或以下。我们还推导出一个上限的逻辑错误率的情况下，综合征数据是嘈杂的。
2012-09-04 quant-ph
Stabilized Cat in Driven Nonlinear Cavity: A Fault-Tolerant Error Syndrome Detector
在量子纠错中，信息被编码在一个高维系统中，以保护它免受环境的影响。关键的一步是使用自然的、低权重的操作和辅助操作来提取错误信息，而不会对编码系统造成反作用。基本上，附属错误必须不传播到编码系统，并引起超出那些可以纠正的错误。当前用于实现对辅助错误的这种容错的方案是以增加开销要求为代价的。一个有效的方法来提取错误的症状，在容错的方式是通过使用一个单一的辅助强偏置噪声通道。然而，通常，当噪声极度偏置时，所需的基本运算可能变得具有挑战性。我们建议通过在参数驱动的非线性腔中使用玻色猫辅助来克服这个缺点。这样的猫量子比特只经历比特翻转噪声，并且相对于相位翻转是稳定的。为了突出这种方法的灵活性，我们说明了在各种代码，如量子位为基础的复曲面代码，玻色子猫和Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）代码的综合征提取过程。我们的研究结果为实现硬件高效，容错的错误伴随式提取开辟了一条道路。
2018-07-24 quant-ph
Syndrome decoding by quantum approximate optimization
本文利用QAOA并基于生成矩阵和校验矩阵设计奖励哈密顿量来解决NP完全的综合征解码问题，仿真表明其性能可媲美最大似然解码，并能识别退化量子码中的多个等价错误解。
2024-11-20 math.OC quant-ph
Reducing Quantum Error Correction Overhead with Versatile Flag-Sharing Syndrome Extraction Circuits
提出利用共享标志量子比特的并行标志纠错子提取方法以最小化电路面积，提升量子纠错的错误阈值，数值模拟显示伪阈值提升达一个数量级。
2024-06-30 quant-ph
Partially Concatenated Calderbank-Shor-Steane Codes Achieving the Quantum Gilbert-Varshamov Bound Asymptotically
本文利用级联方案构造了一类新的量子纠错码，使其渐近达到量子Gilbert-Varshamov（GV）界。我们级联交替码与任何线性码实现经典GV界构造Calderbank-Shor-Steane（CSS）码。我们证明了级联码可以渐近地达到量子GV界，并且可以接近非对称泡利信道的哈希界。通过结合Steane的CSS码的扩大构造，我们得到了一族渐近达到扩大CSS码的量子GV界的扩大稳定子码。作为应用，我们得到了两个家庭的快速可编码和可解码的CSS码参数$\mathscr{Q}_1=[[N,Ω(\sqrt{N}),Ω( \sqrt{N})]],$和$\mathscr{Q}_2=[[N,Ω(N/\log N),Ω(N/\log N)/Ω(\log N)]].$我们表明，$\mathscr{Q}_1$可以非常有效地编码电路的大小$O(N)$和深度$O(\sqrt{N})$。对于输入错误伴随式，$\mathscr{Q}_1$可以在$O(N)$时间内纠正权重高达最小距离界限一半的任何对抗性错误。还可以通过使用$O(\sqrt{N})$经典处理器在$O(\sqrt{N})$时间内并行解码$\mathscr{Q}_1$。对于一个输入错误伴随式，我们证明了$\mathscr{Q}_2$能够以高概率纠正线性数目的${X}$ -错误，并且在$O(N )$时间内纠正几乎线性数目的${Z}$ -错误.此外，通过…
2023-01-11 cs.IT math.IT quant-ph
Bacon-Shor code with continuous measurement of non-commuting operators
我们分析了一个四量子比特的培根肖尔码的操作与同时连续测量的非对易规范运营商。在这种情况下，通过输出信号的时间平均交叉校正器来监测误差校正子。我们找到了几种退相干模型的逻辑错误率，也找到了这种量子检错码的终止率。当由于连续测量而导致的塌陷时标比投影测量之间的时间段小一个数量级时，代码操作与基于投影测量的代码操作相当。连续测量实现的优点是在代码操作中不存在时间依赖性，并且对错误伴随式进行被动连续监视。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Exponential logical-error reduction in quantum memories via optimal syndrome-measurement timing
Technology Innovation Institute（技术创新研究所）；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）；Department of Computer Science and Institute for Advanced Computer Studies, University of Maryland（马里兰大学计算机科学与高级计算机研究所）
该研究针对量子存储器症候测量的最优时序问题，提出相关模型与自适应策略，可使逻辑错误率指数级降低，经模拟与实验参数验证，单位时间逻辑错误率最高降40%。
2026-10-01 quant-ph
Optimizing compilation of error correction codes for 2xN quantum dot arrays and its NP-hardness
Manning College of Information and Computer Sciences, University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校曼宁信息科学与计算机学院）；QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子技术与卡弗里纳米科学研究所）
本文提出了一种优化2xN量子点阵列中纠错码编译的方法，证明了最小化穿梭操作的NP难性，并展示了列正则qLDPC码的最小穿梭次数计算。
2026-01-13 cs.ET quant-ph
Mapping Surface Code to Superconducting Quantum Processors
在本文中，我们正式描述了三个挑战的映射表面码超导器件，并提出了一个全面的综合框架，以克服这些挑战。所提出的框架包括三个优化。首先，采用几何方法分配数据量子比特，保证了浅层伴随式提取电路的存在。所提出的数据量子位布局优化减少了伴随式提取的开销，并为后续优化提供了良好的初始点。第二，我们只使用数据量子位包围的桥量子位，并通过合并数据量子位之间的短路径来减少桥量子位的数量。所提出的桥量子位优化降低了桥量子位冲突的概率，并进一步最小化伴随子提取开销。第三，我们提出了一个有效的启发式调度综合征提取。基于所提出的数据量子比特分配，我们设计了一个很好的伴随式提取的初始时间表，并进一步细化该时间表，以最大限度地减少一个完整的表面码错误检测周期所需的总时间。我们在主流超导量子体系上的实验已经证明了所提出的框架的有效性。
2021-11-26 cs.AR quant-ph
Estimating decoding graphs and hypergraphs of memory QEC experiments
本研究提出一种仅利用症状统计估计QEC实验检测器错误模型中Pauli噪声及超图的方法，应用于多种编码，并证明校准噪声波动可提升逻辑错误抑制效果。
2025-04-28 quant-ph
Energetic Costs of Subspace Quantum Error Correction
School of Physics, Trinity College Dublin（都柏林三一学院物理学院）
本文针对子空间量子纠错，量化了症候存储器清除的能量代价，结合码结构、噪声与症候表示分析了其下界及层级，为量子纠错的热力学负担提供了理论依据。
2026-10-22 quant-ph
No More Hooks in the Surface Code: Distance-Preserving Syndrome Extraction for Arbitrary Layouts at Minimum Depth
Keio University（庆应义塾大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN（理化学研究所）
提出ZX交错综合征提取方法，在最小深度（四层CNOT门）下为任意规则表面码布局保持完整容错距离d，通过缩短解码图中的钩子错误边来消除其影响。
2026-06-23 quant-ph
Fully Parallelized BP Decoding for Quantum LDPC Codes Can Outperform BP-OSD
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
本文提出了一种基于信念传播和推测后处理策略的全并行解码器，用于量子LDPC码，实现比BP-OSD更低的延迟和相近的纠错性能。
2026-10-27 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum error correction with higher Gottesman-Kitaev-Preskill codes: minimal measurements and linear optics
我们提出了两个方案，以获得Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）的错误伴随式通过线性光学操作，零差测量和GKP辅助。这包括示出对于GKP码与$[n,k,d]$稳定器码的级联，仅需要$2n$测量以获得完整的校正子信息，与规范级联测量方案相比显著减少了测量的数量，并且同时将基于线性光学的校正子检测推广到更高的GKP码。此外，我们还分析了利用单模态和线性光学建立所需辅助态的可能性。我们发现，对于简单的GKP码，这是可能的，而与量子位的距离$d\geq3$的Calderbank-Shor-Steane（CSS）码的级联，这是不可能的。我们还考虑了典型的级联综合征的测量，并提出了方法，以避免之间的串扰的附属。此外，我们利用GKP码与稳定器码的级联形成晶格的观察结果，以便从不同的角度看到这种代码的模拟信息解码，从而允许逻辑错误率的半解析计算。
2021-10-11 quant-ph
Fault-Tolerant Quantum Error Correction: Implementing Hamming-Based Codes with Advanced Syndrome Extraction Techniques
Cheenta Academy for Olympiad & Research（Cheenta奥林匹克与研究学院）
本研究通过实现三种先进的症状提取技术，改进了基于汉明码的量子纠错，显著提升了误差抑制能力，实现了低至5.1×10⁻⁵的逻辑错误率。
2026-01-10 cs.ET quant-ph
Theory and Architecture of Syndrome-Resolved Logical Gates
The University of Tokyo（东京大学）；IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM托马斯·J·沃森研究中心）；National Center for Computational Sciences, Oak Ridge National Laboratory（国家计算科学中心，橡树岭国家实验室）
提出弱横向门通用框架，通过局部物理幺正实现逻辑幺正，在部分容错架构、短深度态制备和魔法态蒸馏中展示优势，并给出充分条件和高效算法。
2026-06-26 quant-ph
Degenerate Quantum LDPC Codes With Good Finite Length Performance
研究了中长量子LDPC码在去极化信道中的性能。只考虑最大稳定子权重远小于最小距离的退化码。结果表明，在类OSD后处理的帮助下，标准置信传播（BP）解码器对许多QLDPC码的性能可以提高几个数量级。使用这种新的BP-OSD解码器，我们研究了几类已知的退化QLDPC码的性能，包括超图积码、超循环码、同调积码和Haah三次码。我们还构造了几个有趣的例子，短广义bicycle码。它们中的一些具有附加的性质，即它们的伴随式由小BCH码保护，这对于容错伴随式测量可能是有用的。我们还提出了一个新的大家庭的QLDPC码，其中包含的超图积码类，其中所使用的奇偶校验矩阵之一是平方。结果表明，在某些情况下，这类码比超图乘积码具有更好的性能。最后，我们证明了所提出的BP-OSD解码器的一些构造的代码的性能优于一个相对较大的表面码解码的近最佳解码器。
2021-11-12 cs.IT math.IT quant-ph
Machine Learning for Continuous Quantum Error Correction on Superconducting Qubits
已经发现连续的量子纠错相对于离散的量子纠错具有某些优点，诸如硬件资源的减少以及消除了由具有纠缠门和辅助量子位引入的错误机制。我们提出了一个机器学习算法的连续量子纠错，是基于使用的递归神经网络，以确定从连续的嘈杂的综合征测量位翻转错误。该算法被设计为对偏离理想行为的测量信号进行操作，在理想行为中，平均值对应于代码校正子值，并且测量具有白噪声。我们分析了连续测量从超导体系结构使用三个transmon量子位，以确定三个重要的实际例子的非理想行为，即自相关在时间短滞后，每个位翻转后的瞬态综合征动态，并漂移在稳态综合征值在许多实验的过程中。基于这些现实世界的缺陷，我们产生的合成测量信号，从其中训练的递归神经网络，然后测试其熟练程度时，实施主动纠错，比较这与传统的双阈值方案和离散贝叶斯分类器。结果表明，我们的机器学习协议能够在所有测试中优于双阈值协议，实现与离散贝叶斯分类器相当的最终状态保真度。
2022-07-05 quant-ph
Automated Compilation Including Dropouts: Tolerating Defective Components in Stabiliser Codes
Riverlane；University College London（伦敦大学学院）
ACID是一种在无辅助范式下生成稳定子码综合征提取电路的框架，通过容忍制造缺陷提高量子芯片产量和系统成本效益。
2026-01-11 quant-ph
Automated reduction of fault-tolerant circuits
Seoul National University（首尔大学）；NextQuantum, Seoul National University（首尔大学NextQuantum）
本文提出一种基于故障等价重写的自动化方法，通过贝尔对缩减降低容错电路资源，并在Shor和Steane综合征提取中分别实现约21%和15%的逻辑错误率改进。
2026-10-14 quant-ph
Channel-Adapted Quantum Error Correction
量子纠错（QEC）是任何量子信息处理设备的基本概念。通常，QEC的设计对噪声过程的假设最少;这种一般性的假设在效率和性能方面付出了很高的代价。在物理系统中，误差不太可能是任意的;相反，我们将有合理的量子退相干结构模型。我们可以选择量子纠错码和专门针对最可能的错误的恢复操作。我们提出了一个凸优化方法来确定最佳的（平均纠缠保真度方面）恢复操作为一个给定的信道，编码，和信息源。这个问题可以通过半定规划（SDP）来解决。我们提出了计算算法，以产生接近最佳的恢复操作结构开始与投影综合征测量。这些结构化操作比计算最优值所需的SDP更具计算可扩展性;因此我们可以对更长的代码进行数值分析。使用拉格朗日对偶，我们绑定的结构化恢复操作的性能，并表明它们在许多相关的情况下是接近最优的。我们提出了两类信道自适应量子纠错码，专门设计的振幅阻尼信道。与相应的通用量子纠错码相比，这些量子纠错码具有更短的块长度和更高的速率。这两个类都是稳定器代码，并且具有稳定器恢复操作的良好保真度性能。编码、伴随式测量和伴随式恢复操作都可以用Clifford群操作来实现。
2007-06-22 quant-ph
Accurate Leakage Speculation for Quantum Error Correction
针对量子纠错中数据量子比特泄漏检测难、现有方法误触发过多泄漏减少电路的问题，提出通用可适配的gladiator泄漏推测框架，大幅减少冗余操作、提升计算效率并降低逻辑错误率。
2025-10-29 cs.AR quant-ph
Quantum error correction in the presence of spontaneous emission
我们提出了一种量子纠错码，它在自发发射之间的条件时间演化下是不变的，并且可以纠正一个一般的错误。这里给出的代码概括了以前的纠错码，因为不是所有的错误都会导致不同的错误综合征。这个想法可能会导致比以前预期的更短的代码。
1996-09-21 quant-ph
Streaming Belief Propagation on Mixed-Alphabet Tanner Graphs for Practical Quantum Memory
Yuan Ze University（元智大学）；National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）
针对电路级噪声下连续量子纠错的需求，本文提出SM-BP解码器，通过混合字母时空Tanner图、自适应滑动窗口和概率错误合并技术，在多种拓扑码上实现高错误阈值与优异性能，提供实用解码框架。
2026-09-04 quant-ph
Design of nanophotonic circuits for autonomous subsystem quantum error correction
我们重新应用我们的方法来设计纳米光子量子存储器，以制定一个光网络，自主保护一个单一的逻辑量子比特对任意单量子比特错误。该网络模拟9量子位Bacon-Shor子系统代码，通过连续的、与时间无关的光相互作用和单一处理的光场的相干反馈来取代传统的离散综合征测量和校正步骤。
2011-02-15 physics.optics quant-ph
Error correcting Bacon-Shor code with continuous measurement of noncommuting operators
我们分析了九比特纠错Bacon-Shor码在所有非对易规范算符同时测量的情况下的连续运行。使用三个测量信号的集合的互相关连续地监测误差伴随式。我们计算了由于物理量子比特中的$X$、$Y$和$Z$错误而导致的逻辑错误率，并将代码的连续实现与离散操作进行了比较。我们发现，这两种模式的操作表现出类似的性能时，从连续测量的测量强度是足够强的。我们还估计了物理量子比特的交叉错误率的值，低于该值，连续纠错会产生较小的逻辑错误率。连续操作的优点是可以被动监控错误，并避免需要涉及辅助量子位的额外电路。
2020-08-23 cond-mat.other quant-ph
Hierarchical Quantum Logical Processor with Amortized Long-Range Connectivity
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
提出分层逻辑处理器(HLP)，将高码率量子CSS码与旋转曲面码级联，通过穿梭总线减少非局域耦合频率，实现更高编码效率和更低空间开销。
2026-10-02 quant-ph
Fault-tolerant Preparation of Stabilizer States for Quantum CSS Codes by Classical Error-Correcting Codes
稳定子态是量子信息理论中的一个重要研究对象，它的结构是基于泡利群的。Calderbank-Shor-Steane（CSS）稳定态在容错量子计算（FTQC）中具有重要的应用价值。然而，如何容错地准备任意CSS稳定器状态的一般CSS稳定器代码仍然是未知的，并且它们的准备在计算资源上是非常昂贵的。在本文中，我们将展示如何准备一个大类的CSS稳定器状态有用的FTQC。我们提出了蒸馏协议使用伴随式编码的经典代码或量子CSS代码。沿着同样的路线，我们表明，经典的编码技术可以减少辅助消耗的Steane综合征提取通过使用额外的横向控制非门和经典的计算能力。在固定辅助消耗率的情况下，我们可以增加量子纠错的频率，有效地降低错误率。
2017-03-09 quant-ph
2-D Compass Codes
正方形格子上的罗盘模型为构建子系统稳定器代码提供了一个自然模板。表面码和Bacon-Shor码代表了两种极端的可能代码，这取决于有多少规范量子位是固定的。我们探讨阈值行为在这一广泛的本地代码交易的不对称性和衡量的自由度的稳定剂综合征的信息。我们分析了这些代码与非对称和空间非均匀泡利噪声的代码容量和唯象模型。在这些理想化的设置中，我们观察到对非对称噪声的相当高的阈值。在电路级，这些代码继承了Bacon-Shor代码的裸辅助容错性。
2018-11-19 quant-ph
Untangling QLDPC Codes with Biased Noise Ancilla
Yale University（耶鲁大学）；Yale Quantum Institute（耶鲁量子研究所）
针对QLDPC码的钩子错误和短环问题，提出使用偏置噪声辅助比特，通过仅允许相位翻转错误，显著提高有效故障距离并减少短环，在电路噪声下逻辑错误率降低近一个数量级。
2026-06-29 quant-ph
Quality of a Quantum Error Correcting Scheme and Memory Error Threshold Estimation
对Calderbank-Shor-Steane [[7，1，3]]量子码的纠错能力以及利用多个辅助态提取容错伴随式进行了数值研究。一个简单的概率表达式来表征代码的能力，纠正编码的量子比特已被认为是。该概率作为校正质量标准，允许比较不同恢复方案之间的纠错能力。存储器错误阈值的计算是通过那些被认为是最好的方法。
2006-06-13 quant-ph
Fault-tolerant Compass Codes
本文研究了电路级Bacon-Shor码的一类规范固定，它包括广义表面码的一个子类.我们表明，对于这些代码，容错可以通过直接测量的稳定器。通过模拟我们的容错方案下偏置噪声，我们展示了优化性能的表面码拉伸散装稳定几何的可能性。为了高效准确地解码伴随式，我们将联合查找解码器推广到有偏噪声模型。我们的解码器以二次时间复杂度获得表面码的$0.83\%$阈值。
2019-12-18 quant-ph
Message passing in fault tolerant quantum error correction
受Knill的消息传递错误检测方案的启发，我们在这里开发了一个九量子位Bacon-Shor码的消息传递错误校正方案。我们表明，对于两个级别的级联纠错，在第一级获得的经典信息是用来帮助解释在第二级的综合征，我们的计划将纠正所有的情况下，四个物理错误。这导致相对于常规纠错的逻辑故障率降低了与物理错误率的倒数成比例的因子。
2008-06-13 quant-ph
A simple universal routing strategy for reducing the connectivity requirements of quantum LDPC codes
针对量子 LDPC 码硬件实现所需的密集长程连接问题，提出利用辅助量子比特短回路路由数据信息的通用策略，以约一倍电路深度换取最高 50% 长程连接削减且基本保持电路级距离。
2025-08-31 quant-ph
Short Codes for Quantum Channels with One Prevalent Pauli Error Type
在量子信息系统中的主要问题之一是由于噪声而存在的错误，并且为此量子纠错码（QECC）起关键作用。虽然大多数已知的代码被设计用于纠正一般错误，即，错误表示的任意组合的泡利X，Y和Z算子，在本文中，我们研究的稳定器QECC的设计能够纠正给定数量的一般泡利错误，加上eZ泡利错误的一个指定类型，例如，Z错误。当量子信道不对称时，这些代码可能是有意义的，因为某些类型的错误比其他错误更频繁地发生。我们首先推导出一个广义量子汉明界限，这样的代码，然后提出了一个设计方法的基础上的伴随式分配。例如，我们发现了一个[[9，1]]量子纠错码，能够纠正一个通用量子位错误加上一个任意位置的Z错误。根据广义量子汉明界限，这是具有指定纠错能力的最短码。最后，我们分析了新的代码在非对称信道的性能。
2021-04-09 quant-ph
Comparison of ancilla preparation and measurement procedures for the Steane [[7,1,3]] code on a model ion trap quantum computer
我们在一个具有弹道输运的模型离子阱结构上安排了Steane [[7，1，3]]误差校正。我们比较了一级错误率的综合征提取使用Shor方法的辅助准备在验证猫状态的Diabenzo-Aliferis方法没有验证。该研究考察了量子纠错电路的延迟和错误如何随可用辅助设备的数量以及辅助设备准备和测量协议的选择而变化。我们发现，除了少数例外的Diabenzo-Aliferis方法没有猫状态验证优于标准的Shor方法。我们还发现，额外的辅助总是减少延迟，但并没有显着改变的错误，由于高的记忆保真度。
2013-05-13 quant-ph
Monolithic Quantum Error Correction in the Presence of Distinguishability
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）；Center for Quantum Science and Engineering, Department of Physics & Astronomy, University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系量子科学与工程中心）；Department of Physics & Astronomy, University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学联合量子研究所）
本研究通过解析模型揭示错误可区分性降低量子纠错保真度，并提出快速综合征检查可抑制其累积，恢复接近完美纠错性能。
2026-09-24 physics.atom-ph quant-ph
The Fidelity of an Encoded [7,1,3] Logical Zero
本文计算了在非等概率Pauli算子误差环境下，两种编码方法下[7，1，3] CSS量子纠错码逻辑零态的保真度。第一种方法是利用Shor状态对7个量子位的任意状态应用容错纠错以进行伴随式测量。Shor态本身是在非等概率泡利算子误差环境中构造的，并且它们的保真度取决于为确保多个误差不会传播到编码的量子信息中而进行的验证的数量。令人惊讶的是，执行这些验证可能会降低所构建的Shor状态的保真度。第二种编码方法是也在非等概率泡利算子误差环境中简单地实现$[7,1,3]$编码门序列。在这两种方法之后应用完全错误校正以确定所实施的错误的可校正性。我发现哪种方法达到更高的保真度取决于哪种泡利算子误差占主导地位。然而，完美的误差校正将误差抑制到两种方法的至少一阶。
2011-06-28 quant-ph
Synchronization for Fault-Tolerant Quantum Computers
针对表面码逻辑量子比特校验子周期失同步会增加不可纠错风险的问题，提出被动、主动、混合三种同步策略，混合策略最多可将逻辑错误率降低3.4倍，还能实现最高2.2倍的解码延迟加速。
2025-06-12 cs.AR quant-ph
Efficient Quantum Error Correction from Three Dimensional Qubit Control
University of Washington（华盛顿大学）
本文针对中性原子架构，对比平面与三维嵌入的[[144,12,12]]双变量自行车码，发现三维嵌入可大幅提升逻辑量子比特密度、缩短症候群提取时间，凸显三维控制对高效量子纠错的重要性。
2026-09-07 quant-ph
Semantics-Based Verification of an Implemented Shor Oracle for ECDLP in Qrisp
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）
本文提出一种基于语义的验证方法，用于检查Qrisp中ECDLP实现的正确性，通过语义层面的程序验证和复杂度分析，揭示了实现中可能存在的控制问题。
2026-05-01 cs.CR cs.SE quant-ph
Improved Pairwise Measurement-Based Surface Code
本文提出一种基于成对测量的表面码新实现，通过每小方块三个辅助量子比特和4步运行周期，在标准噪声模型下达到约0.66%的容错阈值，并针对马约拉纳硬件优化，可消除钩连错误并高效处理失效组件。
2024-07-23 quant-ph
DGR: Tackling Drifted and Correlated Noise in Quantum Error Correction via Decoding Graph Re-weighting
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Chicago（芝加哥大学）
针对MWPM解码器在噪声漂移和相关错误下的性能瓶颈，提出无量子开销的解码图重加权策略DGR，通过统计匹配信息动态更新权重，显著降低逻辑错误率。
2024-04-22 cs.AR cs.ET cs.LG
