具有通用横向门的量子比特CSS码
Qubit CSS codes with Universal Transversal Gates
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中文总结 AI 辅助
本文通过深度为一的少量子比特门层，在纠错码上生成通用逻辑门集，无需魔法态蒸馏等辅助手段，并构造了47个容忍每层至少一个故障门的码，包括[[37,1,7]]和[[59,1,9]]码。
中文摘要 AI 辅助
Eastin-Knill定理排除了任何能够检测单量子比特错误的码上存在通用横向逻辑门集。该定理一次仅约束量子比特的一个划分。我们证明，少数量子比特门的深度为一的层，每层各自遵循其自身的划分，可以共同在纠错码上生成通用逻辑门集。每个逻辑门生成器随后是单个深度为一的层，随后对同一稳定子码进行纠错，无需魔法态蒸馏、码切换、规范固定、晶格手术或其他辅助手段。我们表明，通过将纠缠电路应用于一个较低距离的“种子”码（该码允许深度为一的非Clifford门）以及一个适当的“核”码，可以找到这样的码。我们构造了47个具有深度为一生成集的码，这些码每层至少容忍一个故障门，包括一个[[37,1,7]]码和一个[[59,1,9]]码，两者的校验权重至多为八。
英文摘要
The Eastin-Knill theorem rules out a universal set of transversal logical gates on any code that detects single-qubit errors. The theorem constrains one partition of the qubits at a time. We show that depth-one layers of few-qubit gates, each respecting its own partition, can together generate a universal logical gate set on an error-correcting code. Each logical gate generator is then a single depth-one layer followed by error correction of the same stabilizer code, with no magic-state distillation, code switching, gauge fixing, lattice surgery, or other gadgets. We show that such codes can be found by applying an entangling circuit to a lower-distance "seed" code admitting a depth-one non-Clifford gate and an appropriate "kernel" code. We construct 47 codes with depth-one generating sets that tolerate at least one faulty gate per layer, including a [[37,1,7]] and a [[59,1,9]] code, both of check weight at most eight.
发表机构
- QuEra Computing Inc.（QuEra 计算公司）
- NVIDIA（英伟达）
- 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）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
