Logical Inconsistencies in Proofs of the Theorem of Bell
我们讨论了一类基于潜在结果表的Bell型不等式的证明。这些证明的本质是:如果一个人只能想象(或在表中写下)EPR实验的隐藏参数模型的潜在结果,那么与实验和量子力学的矛盾就随之而来。我们表明,这些证据不包含隐藏的变量,涉及到时间,或者,如果他们这样做,导致逻辑矛盾,使他们无效。
2002-06-07 quant-ph
Resource-adaptive distributed fault tolerance with very noisy Bell pairs
University of Bremen(不来梅大学);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);University of Oxford(牛津大学);German Research Center for Artificial Intelligence GmbH(德国人工智能研究中心有限公司)
本研究针对模块间依赖极噪贝尔对的分布式量子计算场景,扩展构造式容错框架,优化分布式稳定子测量电路,减少贝尔对用量并通过数值基准验证了性能。
2026-09-04 quant-ph
Bell Inequalities Induced by Pseudo Pauli Operators on Single Logical Qubits
在大多数贝尔检验中,测量设置是经过特别选择的,这样就可以检测到贝尔不等式的最大量子违反,或者至少,违反足够强以被观察到。这样的选择通常可以将相应的Bell算符与一种有效的观测量联系起来,称为伪泡利算符,在某种意义上为我们提供了对Bell非定域性更直观的理解。在此基础上,发展了一种更一般的构造贝尔不等式的量子-经典方法。用这种方法不仅可以导出几种著名的贝尔不等式,而且还可以探索许多新的不等式。此外,我们还证明了由伪Pauli算子的测不准关系还可以导出一些二次贝尔不等式,这对研究某些非定域观测量的测不准关系具有新的意义.
2022-10-20 quant-ph
Measurement-Based Loss Tolerance in Graph-GKP Codes through Syndrome-Resolved Pauli-Frame Decoding
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg(卢森堡大学安全、可靠性与信任跨学科中心)
该研究开发了统一图码与GKP码机制的因果框架,通过伴随子解析的Pauli框架译码实现基于测量的容错,经数值模拟确定了GKP晶格的伪阈值,为多种量子技术提供了统一控制层。
2026-08-04 quant-ph
Bell's inequalities III. Logical loophole in their formulation
在最近的一对非常有见地的论文中,Sica证明了:在任何违反贝尔不等式的实验中获取的二分数据“不能代表任何可能存在或被忽略的数据流”,如果它与不等式的推导一致的话。\cite{sica}本作者认为,然而,在制定贝尔的分析更正放松限制所施加的贝尔不等式。此外,有人认为,解决所提出的解决方案Sica的冲突所产生的事实,即真正的数据确实违反贝尔不等式,即贝尔考虑的相关函数的形式必须加以修改,是站不住脚的物理基础。最后,提出了一种替代解决方案。
2000-11-15 quant-ph
Exploring Bell nonlocality of quantum networks with stabilizing and logical operators
在实际的量子网络中,从独立源发射的各种多量子比特稳定态分布在代理之间,并且整个网络的相关性可以从每个代理对共享的复合量子系统的本地测量中导出。为了揭示贝尔非局域性在这种情况下作为一个量子特征,发射的稳定剂状态的最小知识是必需的。在这里,我们证明,知道的稳定和逻辑运营商确实提供了一种新的方式来探索量子网络中的贝尔非局域性。对于量子网络中的量子比特分布,导出了相应的非线性贝尔不等式。另一方面,违反这些不等式,可以设计本地不兼容的观测使用最少的知识的发射状态。研究了为特定的非最大纠缠稳定态量身定制的倾斜非线性贝尔不等式和实现最大破坏的方法。
2021-05-27 quant-ph
Low-Overhead Transversal Fault Tolerance for Universal Quantum Computation
本文提出一种仅需恒定提取轮次的横向容错方法,适用于表面码等QEC码,结合相关解码策略,证明逻辑测量偏差随距离指数级减小,可将容错量子计算时空成本降低一个数量级以上。
2025-08-04 quant-ph
Error-Tolerant Geometric Quantum Control for Logical Qubits with Minimal Resource
几何量子计算由于其固有的容错性,提供了一个实用的策略,以强大的量子计算。然而,严格的几何条件导致复杂的和/或错误干扰的量子控制,特别是对于涉及更多物理量子比特的逻辑量子比特,其容错性在原则上是有效的,尽管它们的实验证明仍然是苛刻的。因此,如何最大限度地简化所需的控制,并充分发挥其优势,已成为几何量子计算广泛应用的关键。本文提出了一种新的快速、鲁棒的几何方案,该方案采用无消相干子空间编码,并给出了其在超导量子线路上的物理实现,其中我们仅利用实验证明的参数可调耦合来实现对逻辑量子比特的高保真几何控制。数值模拟结果表明,该方法可以有效地结合几何相位和逻辑量子比特编码的容错能力,在门保真度和鲁棒性方面均优于传统的无编码动态门。因此,我们的方案可以整合逻辑量子比特控制的两种误差抑制方法,这为未来的大规模量子计算提供了启示。
2021-12-16 quant-ph
An Improved Tripartite Bell-type Inequality
到目前为止,各种贝尔型不等式已被引入到测试的局部现实性在三方系统。在这篇文章中,我们考虑一个三方系统,每侧有两个测量,每个测量有两个输出。然后,我们对这个系统引入一个新的Bell型不等式,并证明了这个不等式被量子理论违反,违反因子和违反量分别为3.5和2.5,这两种情况都超过了现有的不等式。我们还将证明这个新的Bell型表达式的白噪声容限为0.5,这与迄今为止可用的不等式的最大白噪声容限一致。
2011-06-25 quant-ph
Entanglement boosting: Low-volume logical Bell pair preparation for distributed fault-tolerant quantum computation
Nanofiber Quantum Technologies, Inc. (NanoQT)(纳米纤维量子技术有限公司);Clarendon Laboratory, University of Oxford(牛津大学克拉伦登实验室);Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, The University of Tokyo(东京大学大学院信息理工学研究系计算机科学专业)
本研究提出一种高效制备逻辑贝尔对的协议,通过降低链限体积,实现低错误率的分布式容错量子计算。
2026-05-04 quant-ph
Logical difficulty from combining counterfactuals in the GHZ-Bell theorems
在消除公平抽样假设时,Greenberger,Horne,Zeilinger(GHZ)定理被认为证实了Bell的历史性结论,即局部隐变量与量子力学的结果不一致。GHZ定理依赖于预测的结果集的测量,其中只有一个可以执行。在本文中,这些未执行的测量的非交换方面进行了严格审查。经典的例子和逻辑的GHZ结构进行了分析,以证明非交换操作的组合反事实的结果是在一般逻辑上不一致的执行测量序列,其结果取决于非交换。贝尔定理也根据这一结果重新审视。它的结论是否定的结论,局部隐变量不遵循GHZ和贝尔定理的历史推理。
2013-11-27 quant-ph
Error-correcting entanglement swapping using a practical logical photon encoding
几种新兴的量子技术,包括量子网络、模块化和基于融合的量子计算,关键地依赖于执行光子贝尔态测量的能力。因此,光子损失和Bell态测量成功概率的50%上限是光子量子技术的一个重要限制。在这里,我们开发的协议,克服了这两个关键的挑战,通过光子量子位的逻辑编码。我们的方法使用树图状态逻辑编码,它可以确定性地产生与几个量子发射器,并实现了近确定性的逻辑光子贝尔状态测量,同时还防止错误,包括光子损失,与记录的损失容忍阈值。
2021-09-10 quant-ph
Fault-tolerant Preparation of Distant Logical Bell Pair -- with application in the magic square game
针对容错非定域博弈中噪声导致纠缠消耗激增的问题,提出接口电路与逻辑 EPP,制备并纯化远距离逻辑 Bell 对,在级联 Steane 码下实现指数级 Bell 对节省并给出噪声阈值。
2025-03-17 quant-ph
A Note on Bell's Theorem Logical Consistency
反事实的确定性被认为是贝尔定理的基础。一个古老的争议存在于那些拒绝理论的影响,拒绝反事实的确定性和那些谁声称,因为它是一个直接后果的地方,它不能被独立拒绝。我们提出了一个不同的方法来解决这个有争议的问题,认识到反事实的定义是一个不必要的和不一致的假设。反事实的确定性既不等同于实在论或决定论,也不源于局部性。它只不过是反事实推理的不一致应用。由于与可证伪性不相容,它构成了一种不合理的假设,违背了科学方法的严谨性。贝尔定理基础的正确表述表明,它要么作为一个基本假设,要么作为其他东西的结果而不存在。最重要的是,我们提出了一个连贯的贝尔不等式推导精心设计,以明确和令人信服地表明不存在不相容的实验或反事实推理。因此,即使承认反事实的确定性可能是一个一致的假设,必要的结论是,它是不相关的不等式公式,可以安全地忽略讨论贝尔不等式的哲学和物理含义。
2021-06-04 quant-ph
Logical inconsistency in combining counterfactual results from non-commutative operations: Deconstructing the GHZ-Bell theorems
格林伯格、霍恩、蔡林格(GHZ)定理对于考虑量子力学中隐变量的可能性至关重要。由于它依赖于对三个粒子的单组测量的预测,它消除了贝尔定理遇到的采样漏洞,需要大量的观测来获得少量有用的联合测量。在回避这个问题时,GHZ定理被认为证实了贝尔的历史性结论,即局部隐变量与量子力学的结果不一致。GHZ定理依赖于预测测量集合的结果,其中仅可以执行一个测量集合,即,反事实在本文中,这些未执行的测量序列的非交换方面进行了严格审查。三个经典的例子和两个变化的GHZ结构进行了分析,以证明非交换操作的组合反事实的结果是在一般逻辑上不一致的可执行的测量序列,考虑到非交换。因此,关于局部隐变量的否定结论并不像历史上那样从GHZ和Bell定理得出。
2012-05-08 quant-ph
Fiber Bundle Fault Tolerance of GKP Codes
本研究从几何视角探究多模GKP量子纠错码,构造其模空间为辛整合格模空间上的纤维丛,证明Gottesman–Zhang猜想,揭示Clifford操作与空间路径拓扑性质的对应关系。
2025-10-07 quant-ph
Logical Bell Inequalities
贝尔不等式在量子非定域性和纠缠的研究中起着重要作用,在量子信息中有着广泛的应用。尽管有大量关于贝尔不等式的文献,但要找到一个明确的概念性答案来解释什么是贝尔不等式,或者找到一个明确的指导原则来推导它们并不容易。本文引入了逻辑贝尔不等式的概念,它可以用来系统地导出各种情况下的可检验不等式。有一个基于纯粹逻辑一致性条件的明确的概念性原则,它是逻辑贝尔不等式概念的基础。我们证明,在一个精确的意义下,所有的贝尔不等式可以采取这种形式。我们的方法非常普遍。它直接适用于任何族的可交换可观测量集。因此,它不仅涵盖了贝尔不等式的标准应用的n-部方案,但也Kochen-Specker配置,和许多其他的例子。目前有很多关于语境性的实验测试的工作。我们的方法直接产生,在一个系统的方式,可测试的不平等的一个非常一般的概念的上下文。有很多工作获得贝尔定理的证明'没有不等式'或'没有概率'。这些证明在某种意义上被认为比基于不等式的证明更明确和逻辑上更强大。另一方面,它们缺乏不平等的容错方面。我们的方法调和这些方面,并在事实上显示了如何逻辑的鲁棒性可以转换成系统的,一般的推导不平等与可证明的侵犯。此外,GHZ参数或Kochen-Specker组态所表现出的强非局域性或上下文性可以被证明导致相应的逻辑贝尔不等式的最大违反。
2012-06-20 cs.LO quant-ph
Feasibility of Logical Bell State Generation in Memory Assisted Quantum Networks
本研究探讨了在量子中继器网络中利用量子纠错生成和存储逻辑贝尔态的可行性,提出了两种基于格点手术的协议,并在现实实验参数下模拟评估,发现需大幅降低门错误率才能优于未编码协议。
2025-04-07 quant-ph
Error rates and resource overheads of encoded three-qubit gates
通用量子计算需要一个非克利福德门,通常,这是纠错码上最容易出错和资源密集的逻辑操作。对于这种非克利福德门,小的单量子比特旋转是流行的选择,但是某些三量子比特门,如Toffoli或受控-受控-Z(CCZ),是等效的选择,也更适合实现一些量子算法,例如那些具有相干经典子程序的算法。在这里,我们计算的错误率和资源开销实现逻辑CCZ与分片容错,实现逻辑门的非横向方法。我们提供了一个比较与非本地的魔术状态计划的级联码和本地魔术状态计划的表面码。我们发现的拼接容错方案,特别是在级联码的幻态和在某些制度的幻态的表面码。我们的研究结果表明,分片容错是一个很有前途的候选容错在不久的将来量子计算机。
2017-10-04 quant-ph
Need One Bell-pair Only (NOBOL) for Low-Overhead Fault-Tolerant Quantum Computing
Computer Science and Engineering University at Buffalo(布法罗大学计算机科学与工程系)
本研究提出仅需一对贝尔态的NOBOL方法,可大幅降低容错量子计算中逻辑CNOT操作的开销,适用于多种量子纠错码及架构。
2026-09-03 quant-ph
Optimal logical Bell measurements on stabilizer codes with linear optics
Johannes-Gutenberg University of Mainz(约翰内斯·古腾堡美因茨大学)
本文提出了一种基于稳定子群理论的方法,证明在稳定子码上进行逻辑贝尔测量可映射到物理贝尔测量,并展示了该方法在多种量子码中的应用。
2026-01-13 quant-ph
Bell inequalities for the simplest exclusivity graph
哪一个是存在量子非定域性的最简单的逻辑结构?我们证明了只有三个具有量子破坏的二分贝尔不等式与具有量子-经典能隙的排他性关系的最简单图相关联。这些是最基本的逻辑贝尔不等式。我们证明了一些著名的贝尔不等式的量子破坏与它们有关。我们测试了三个贝尔不等式与偏振纠缠光子对和违反报告与量子预测。与其他测试具有五边形排他性的非上下文不等式的实验不同,这里报告的实验没有兼容性漏洞。
2013-02-15 quant-ph
Efficiencies of logical Bell measurements on CSS codes with static linear optics
我们展示了如何针对任意CSS代码计算逻辑贝尔测量(BM)的效率,其中实验上重要的约束是在物理单光子量子比特水平上仅使用横向静态线性光学BM。为了这个目的,我们利用代码的稳定剂方面的描述,以计算一般的效率为无损失的情况下,但也为特定的情况下,包括光子损失。例如,这些效率可以用于获得全光量子中继器的传输速率。在无损耗的情况下,我们证明了具有相同的物理量子比特支持的两个逻辑泡利($Z$和$X$)运营商的重要类的CSS代码只能实现逻辑BM效率的$\frac{1}{2}$,如果一个总是采用相同的辅助无静态线性光学BM的物理水平。我们将我们的方法应用于各种CSS代码,包括二维平面颜色和平面表面码。然后,我们发现,在许多情况下,固定使用的标准线性光学BM的所有物理BM是次优的和执行线性光学变换之前,做标准的线性光学BM(仍然没有任何辅助光子,没有任何前馈)可以大大提高效率。事实上,在无损耗(或有时也在低损耗)情况下使用这种推广一方面允许我们与先前已知的结果相比提高量子奇偶校验码的逻辑BM效率,另一方面,它还使我们能够增强二维平面色码的效率,其效率否则会受到上述$\frac{1}{2}$限制,以任意地接近1。
2018-12-21 quant-ph
On the logical structure of Bell theorems without inequalities
贝尔定理展示了如何在实验上证伪局部实在论。结论性证伪是非常可取的,因为它将为量子理论最深刻的反直觉特征--非定域性--提供支持。尽管量子力学的证据占优势,但探测器效率的实际限制和协调类似空间的分离测量的困难为经典世界观提供了漏洞;这些漏洞从未同时被关闭。最近提出了一些新的实验,以同时堵塞这两个漏洞。我们展示了这些新颖的设计中的一些以最基本的方式失败,不排除局部隐变量模型,并且我们提供了一个明确的经典模型来证明这一点。它们有一个共同的缺陷,即对非定域性证明的工作原理有一个基本的误解。考虑到目前用于此类实验的时间和资源,理论上的清晰度至关重要。我们的解释是根据简单的逻辑提出的,应该有助于纠正误解,避免未来的错误。我们还展示了一个非局部性证明,涉及四个参与者有有趣的理论性质。
2006-07-23 quant-ph
Steering paths mid-flight for fault-tolerance in measurement-based holonomic gates
University of Southern California(南加州大学)
本研究提出了一种通过实时反馈校准霍诺尼克路径的容错方法,以实现测量基霍诺尼克门的高可靠性。
2026-03-03 quant-ph
Characterization of syndrome-dependent logical noise in detector regions
提出一种SPAM鲁棒协议,直接估计探测器区域中基于校验子奇偶性的逻辑Pauli通道,结合贝叶斯建模在Quantinuum H1-1上验证,证明噪声定制与缓解策略显著改善容错诊断。
2025-08-11 quant-ph
Demonstration of a logical Bell-state measurement beyond the linear-optical limit
University of Stuttgart(斯图加特大学);Johannes-Gutenberg University of Mainz(约翰内斯·古腾堡美因茨大学)
本研究利用线性光学和两量子比特重复码实现逻辑贝尔态测量,成功概率达70.8%,超越线性光学50%的极限,为容错光子量子技术提供关键进展。
2026-09-11 quant-ph
Fault tolerance of stabilizer channels
本文提出严格通用的形式化框架分析稳定子信道的容错性,引入广义hook faults概念和故障距离算法,并应用于表面码容错电路设计。
2024-02-25 quant-ph
Lattice surgery with Bell measurements: Modular fault-tolerant quantum computation at low entanglement cost
本文提出一种基于贝尔测量的晶格手术协议,用于模块化容错量子计算,通过交替门序列抑制钩子错误,在广泛噪声范围内节省40%纠缠资源,并适用于任何跨模块量子电路。
2025-10-15 quant-ph
Near-Optimal Bell Nonlocality with GKP and Entangled Cat States
University of Technology Sydney(悉尼科技大学);Centre for Quantum Software and Information, University of Technology Sydney(悉尼科技大学量子软件与信息研究中心);Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, School of Mathematics and Physics, University of Queensland(昆士兰大学数学与物理学院量子计算与通信技术卓越中心);University of Queensland(昆士兰大学)
本研究提出利用非高斯测量(光子数分辨探测结合高斯预处理与自适应前馈)在有限能量GKP贝尔态中揭示近最优CHSH贝尔非局域性,无需逻辑非克利福德门,并推广至猫码与纠缠相干态。
2026-09-24 quant-ph
Fault-Tolerant Logical Gates in the IBM Quantum Experience
量子计算机将需要对量子信息进行编码,以保护它们免受噪声的影响。容错量子计算架构说明了如何做到这一点,但尚未显示出决定性的实际优势。在这里,我们证明了一个小的,但有用的错误检测代码提高了保真度的容错门在代码空间中实现的物理量子比特上实现的物理等效门的保真度相比。通过在[4,2,2]代码的逻辑代码空间中运行随机基准测试协议,我们观察到门的保真度有一个数量级的改善,两个量子比特的保真度从5.8(2)%下降到0.60(3)%。我们的结果是一致的容错理论,并最终证明的好处进行计算的代码空间,可以检测到错误。虽然容错门提供了一个令人印象深刻的改善保真度,计算作为一个整体是不低于容错阈值,因为噪声与此设备上的状态准备和测量。
2019-01-30 quant-ph
Lower overhead fault-tolerant building blocks for noisy quantum computers
University of Southern California(南加州大学)
本文提出低开销的容错模块,通过改进纠错和故障容忍方法,减少物理量子比特数量,提升量子计算的效率和可靠性。
2026-05-12 quant-ph
Eberhard limit for photon-counting Bell tests and its utility in quantum key distribution
如果希望执行与设备无关的量子密钥分发(QKD),则无漏洞的Bell测试是必不可少的,因为任何漏洞都可能被潜在的对手用来破坏协议的安全性。Eberhard的关键工作表明,弱纠缠双量子比特态对检测漏洞的抵抗力远远大于最大纠缠态,允许人们以大于2/3的检测效率关闭漏洞。在这里,我们证明了光子计数CHSH贝尔测试,可以证明非局域性的更高的维度的多光子状态,如双模压缩真空和广义Holland-Burnett状态,同样的限制。事实上,我们的证据表明,这些测试在某种意义上是普遍的,允许可行的检测无环孔测试任何多光子二分态,只要这两种模式的光子数是相关的。此外,通过超越典型的两输入两输出贝尔场景,我们表明,也有光子计数CGLMP的不平等,也可以匹配Eberhard限制,铺平了道路,更奇特的无环孔贝尔测试。最后,我们表明,通过利用这种增加的非最大纠缠态的损失容限,可以提高基于光子计数测试的QKD协议的密钥速率和损失容限。
2022-11-28 quant-ph
Fault tolerance for holonomic quantum computation
本文综述了一种基于稳定子码的容错完整量子计算方法。我们解释其工作原理的基础上绝热拖动的子系统包含周围合适的循环,沿信息保持保护的逻辑信息。
2013-12-01 quant-ph
Erasure-tolerance scheme for the surface codes on neutral atom quantum computers
针对中性原子量子计算机中擦除误差持续累积的问题,本文提出k-shift擦除恢复方案,通过码形变反复转移逻辑量子比特并安全纠正原子阵列擦除,为实用容错提供可行路径。
2025-08-19 quant-ph
Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations
通过使用纠错码将逻辑量子信息冗余地编码成多个量子比特,可以保护量子计算机免受噪声的影响。当操纵逻辑量子态时,由不完美的操作引起的错误不会不受控制地通过量子寄存器传播是必要的。这要求量子寄存器上的所有操作服从容错电路设计,这通常增加了实现的复杂性。在这里,我们展示了一个容错的通用门集的两个逻辑量子比特的离子阱量子计算机。特别是,我们利用最近推出的范式的标志容错,在那里的存在或不存在的危险错误预示着使用几个辅助的“标志”量子位。我们在两个七量子位色码的实例之间执行逻辑两量子位hocT门,并且我们还容错地准备逻辑魔术状态。然后,我们通过从一个逻辑量子比特到另一个量子比特的隐形传态注入魔态来实现容错逻辑T门。我们观察到的标志性功能的容错,一个优越的性能相比,非容错的实现。结合最近证明的重复量子纠错循环,这些结果打开了纠错通用量子计算的大门。
2022-11-02 quant-ph
Protection of Exponential Operation using Stabilizer Codes in the Early Fault Tolerance Era
University of Southern California(南加州大学)
本文提出一种利用稳定码编码指数运算的方案,通过简单电路结构和低量子比特开销,有效降低非克利夫运算的逻辑错误率,提升早期容错量子计算的实用性。
2026-04-29 quant-ph
Ultrafast Long-Distance Quantum Communication with Static Linear Optics
我们提出了一个投影测量到编码贝尔态与静态网络的线性光学元件。通过增加量子纠错码的大小,可以同时使贝尔测量效率和光子损失容限任意高。作为一个主要的应用程序,我们表明,在大距离的通信速率类似于经典通信的全光量子通信是可能的,仅仅基于本地状态teleportations使用编码贝尔态的光源,固定阵列的分束器,和光子探测器。作为另一个应用,推广状态隐形传态到量子计算的门隐形传态,我们发现,为了实现普适性,必须牺牲固有的损失容忍度和最小量的前馈必须添加。
2016-11-04 quant-ph
Fault-tolerance of the [[8,1,3]] non-CSS code
本文构造容错 [[8,1,3]] 非 CSS 量子纠错码,通过改进幺正编码和裸辅助量子比特测量排序,在去极化与各向异性噪声下提升伪阈值并降低逻辑错误率。
2024-07-04 cs.IT math.IT quant-ph
Bell's Inequality, Quantum Measurement and Einstein Realism: A Unified Perspective
本文重新讨论了贝尔不等式的逻辑基础。我们认为支撑贝尔不等式的实在条件的形式来自于解决量子测量问题的要求。因此,任何违反贝尔不等式必然意味着非定域性,因为测量问题。贝尔不等式的确定性和随机配方的影响的差异突出。贝尔不等式中使用的现实条件被证明是爱因斯坦后来的现实主义形式的概括。
2008-02-18 quant-ph
A comparative code study for quantum fault-tolerance
我们研究了一个全面的列表的量子代码作为候选人的代码在底层,物理,在容错代码架构的水平。使用的Aliferis-Gottesman-Preskill(AGP)前Rec方法,我们计算这些代码对去极化噪声在各种水平的开销的伪阈值。我们估计的逻辑噪声率作为开销的函数在物理错误率为$p_0=1\times 10^{-4}$。Bacon-Shor码和Golay码在我们的研究中表现最好。
2009-02-06 quant-ph
Towards fault-tolerance with universal phase-error-transparent gates for high-spin cat codes
Nanyang Technological University(南洋理工大学);National University of Singapore(新加坡国立大学);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Institute of Materials Research & Engineering (IMRE), Agency for Science, Technology, and Research (A*STAR)(科学技术研究局材料研究与工程研究所)
本研究针对高维核自旋系统,构建了对相位误差透明的通用逻辑门集合,模拟显示其性能优于非ET门,为实现全容错量子计算提供了具体路径。
2026-08-07 quant-ph
Loss Tolerance with a Concatenated Graph State
介绍了一种解决丢失错误的新方法,该方法结合了基于测量的量子计算和级联量子码的思想,允许通用量子计算。结果表明,对于泄漏检测后测量的情况下,该计划表现良好的损失率低于23%。对于低于10%的损失率,该方法比迄今为止已知的最佳方案表现得更好[Phys.Rev.Lett.,97(12):120501]。如果在测量之前标记丢失的量子位,它可以容忍高达50%的损失。每逻辑量子比特的开销被示出为显着低于其他方案。阈值的获得完全是分析性的。
2013-09-30 quant-ph
Improved Methods for Determining Quantum Error Correcting Code Performance and Fault Tolerance
Northrop Grumman Systems Corporation(诺斯罗普·格鲁曼系统公司)
本文针对量子纠错低错误率下逻辑失败率估计收敛慢的问题,提出剪枝算法和子区域 MCMC 两种新方法,提升了性能评估的收敛速度。
2026-07-30 quant-ph
A route to damage tolerance exceeding $10\%$ in shuttling-equipped quantum processors
Quantum Motion(量子运动);Imec(imec微电子研究中心);KU Leuven(荷语鲁汶大学);Ghent University(根特大学);University of Oxford(牛津大学)
研究固态容错量子计算中对损伤的高容忍度方法,针对半导体电子自旋量子比特系统,采用CAbLECAR方法,通过路径求解软件找到有效路径,经转换获得逻辑错误率,结果表明构建超大阵列可容忍大量损伤,还可推广到其他量子低密度奇偶校验码。
2026-07-27 quant-ph
Nearly deterministic Bell measurement with multiphoton entanglement for efficient quantum information processing
我们提出了一个详细的分析贝尔测量方案中提出的[物理。114,113603(2015)]基于使用光子的Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠的逻辑量子比特。随着逻辑量子比特中光子数量的增加,仅使用线性光学可以使所提出的贝尔测量的成功概率任意高。我们比较了我们的方案与所有其他的建议,使用单光子量子比特,相干态量子比特或混合量子比特,建议提高贝尔测量的效率。作为一个显着的优势,我们的计划只需要光子开关测量,而光子数分辨探测器是必要的所有其他建议。我们发现,基于相干态量子比特的方案在所获得的成功概率方面表现出最好的性能,而我们的方案优于使用单光子量子比特的方案。我们最后表明,有效的量子通信和容错量子计算可以实现使用我们的方法。
2015-12-01 quant-ph
Fault-tolerant optical interconnects for neutral-atom arrays
本研究结合表面码抗边界噪声理论、原子阵列量子计算实验进展与光量子网络技术,提出中性原子阵列局域纠错模块的容错光互连方案,在低误差下无需额外开销即可实现容错,满足高速逻辑时钟周期要求。
2024-08-16 quant-ph
High-fidelity initialization a logical qubit with multiple injections
针对表面码中非 Clifford 逻辑门容错实现需大码距、高开销的问题,本文提出利用多条可采用不同旋转角度的逻辑链进行多次注入的连续容错初始化方案,降低了码距要求与资源开销。
2025-02-05 quant-ph
Restrictions on non-Clifford fault tolerance and ruling out beyond-SQL quantum metrology
Harvard Quantum Initiative(哈佛量子倡议);California Institute of Technology(加州理工学院);Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系)
该研究证明了非Clifford容错的限制,排除了超越SQL的量子计量学,发现恒定强度信号对齐噪声会阻碍量子计量学超越SQL的渐近优势。
2026-07-31 quant-ph
Fault-tolerant fermionic quantum computation based on color code
利用量子纠错保护逻辑信息是实现容错量子计算的一个重要途径。通常,逻辑信息是逻辑量子比特的形式,其使用量子纠错码编码在物理量子比特中。与量子比特量子计算相比,费米子量子计算在分子等费米子系统的量子模拟中具有优势。在本文中,我们表明,费米量子计算可以是通用的和容错的,如果我们编码的逻辑马约拉纳费米子的物理马约拉纳费米子。我们以色码为例,证明了逻辑马约拉纳费米子上的容错运算的普适集合,并通过数值计算得出其容错阈值约为0.8%。
2017-11-03 quant-ph
Protecting quantum entanglement between error-corrected logical qubits
本研究在玻色子量子模块上实验实现并保护了逻辑量子比特间的纠缠,通过重复纠错将相干时间提升45%,并首次以13个标准差违反贝尔不等式。
2023-02-25 quant-ph
Virtualized Logical Qubits: A 2.5D Architecture for Error-Corrected Quantum Computing
目前,近期的量子设备近年来取得了巨大进展,最终证明了量子霸权。然而,从中期来看,量子机器将需要通过纠错过渡到更高的可靠性,可能是通过有前途的技术,如表面码,这些技术非常适合于量子比特连接有限的近期设备。我们发现量子存储器,特别是具有以2.5D架构排列的transmon量子位的谐振腔,可以有效地实现表面码,具有大量的硬件节省和性能/保真度增益。具体来说,我们 * 虚拟化逻辑量子比特 *,方法是将它们存储在分布在连接到每个transmon的量子比特存储器中的层中。令人惊讶的是,将每个逻辑量子比特分布在许多存储器上对容错性的影响最小,并且导致实质上更有效的操作。我们的设计允许共享相同物理地址的逻辑量子比特之间的快速横向CNOT操作,其速度比晶格手术hocTs快6倍。我们开发了一种新的嵌入,它节省了约10倍的transmons与另一个2x从一个额外的优化紧凑。虽然虚拟化逻辑量子比特(VLQ)在串行化方面付出了10倍的代价,但横向CNOT和面积效率方面的优势导致了与2D仅传输架构相当的性能。我们的模拟显示,容错能力与2D架构相当,同时节省了大量的硬件。此外,对于固定数量的transmon量子位,VLQ可以以1.22倍的速度产生魔态。这是未来容错量子计算机的关键基准。VLQ大大降低了容错的硬件要求,并实现了大约10个逻辑量子比特的概念验证实验演示,总共只需要11个transmons和9个附加腔…
2020-09-04 cs.AR cs.ET quant-ph
Quantum keystroke logging
本文在基于GKP的量子通信中提出“量子键盘记录”漏洞,证明组织即使不组装完整编码贝尔态,也能在超密编码过程中无痕提取输入信息,从而揭示纠错逻辑态下的安全性缺陷。
2025-09-19 quant-ph
Fault tolerance of quantum circuits with tensor networks and symplectic geometry
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);BMFTR Research Hub 6G-Life, Germany(德国 BMFTR 研究枢纽 6G-Life);Munich Centre for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Munich Quantum Valley (MQV)(慕尼黑量子谷);Cluster of Excellence CeTI, Technical University of Dresden(德累斯顿工业大学卓越集群 CeTI);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Nanyang Quantum Hub, Nanyang Technological University(南洋理工大学南洋量子枢纽)
本文提出算子代数框架,结合辛几何与张量网络,为量子电路容错性建立充要条件,并导出SDP测试、距离矩阵及LP上界,应用于Floquet码和flag提取电路,验证了动态编码与距离界限。
2026-10-30 quant-ph